Book: Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс



Сборник

Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс


На острие мысли –


Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс



Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс

Под редакцией Джона Брокмана


Ричарду Докинзу, Дэниелу Деннетту,

Джареду Даймонду и Стивену Пинкеру – пионерам

Третьей Культуры





Благодарности


Благодарю Лори Сантос, предложившую вопрос Edge.org этого года, а также Пола Блума и Джонатана Хайдта за уточнения этого вопроса. Как всегда, благодарю Стюарта Брэнда, Кевина Келли, Джорджа Дайсона и Стивена Пинкера за их постоянную поддержку. Я также хочу поблагодарить Питера Хаббарда из издательства HarperCollins. Я в долгу перед моим агентом Максом Брокманом, который разглядел перспективу для этой книги, и, как всегда, перед Сарой Липпинкотт за ее вдумчивую и тщательную редактуру.


Джон Брокман,

издатель и редактор Edge.org


Вопрос Edge.ORG 2014 года


Наука идет вперед, делая новые открытия и развивая новые идеи. Мало какие по-настоящему новые идеи могут развиваться, если сначала не отброшены старые. Как заметил физик-теоретик Макс Планк (1858–1947):


Обычно новые научные истины побеждают не так, что их противников убеждают и они признают свою неправоту, а большей частью так, что противники эти постепенно вымирают, а подрастающее поколение усваивает истину сразу[1].


Другими словами, наука развивается через череду похорон. Но зачем так долго ждать?

КАКОЙ НАУЧНОЙ ИДЕЕ ПОРА В ОТСТАВКУ?

Идеи меняются, меняются и времена, в которые мы живем. Возможно, самая большая перемена сегодня – это степень перемен. Итак, какую устоявшуюся научную идею пора отодвинуть в сторону, чтобы наука могла идти вперед?


Теория всего

Джеффри уэст


Физик-теоретик, почетный профессор и бывший президент Института Санта-Фе.

Всего?.. Постойте-ка. Ставить под сомнение Теорию Всего – это, наверное, все равно что бить лежачего: я наверняка не первый, кого раздражает это явное преувеличение. Будем откровенны: если вы называете свою область исследований «Теория Всего», то это отдает одновременно самонадеянностью и наивностью. Хотя термин вошел в обиход сравнительно недавно и, кажется, уже сам умирает естественной смертью, это словосочетание (хотя, конечно же, не стоящая за ним научная попытка) должно быть изъято из серьезной научной литературы и дискуссии.

Позвольте мне развить свою мысль. Поиск широкомасштабных обобщений, закономерностей, идей и концепций, выходящих за узкие пределы конкретных проблем или дисциплин, – это один из великих вдохновляющих импульсов для науки и ученых. Вероятно, это к тому же и определяющая черта Homo sapiens sapiens (возможно, само удвоение слова sapiens в этом определении – некий отзвук поэтического признания этого факта). Подобно изобретению богов и Бога, концепция Теории Всего подразумевает величайшее прозрение из всех, вдохновение всех вдохновений, а именно: мы можем вместить и постичь всю полноту мироздания с помощью краткой инструкции – в данном случае небольшого набора математических уравнений. Однако, как и концепция Бога, эта идея может дезориентировать и интеллектуально опасна.

В число великих классических обобщений входят законы Ньютона, которые научили нас, что небесные законы ничем не отличаются от земных; открытия Максвелла, показавшего единство электричества и магнетизма и привнесшего в нашу жизнь ощущение эфемерного эфира вокруг нас; теория естественного отбора Дарвина, которая напомнила нам, что мы, в конечном счете, – всего лишь животные и растения; и законы термодинамики, которые предполагают, что мы не вечны. Каждая из этих обобщающих теорий оказала глубокое влияние на человечество – они не только изменили наш взгляд на мир, но и заложили основы технических достижений, создавших тот уровень жизни, которым многие из нас имеют привилегию наслаждаться. Тем не менее все эти обобщения в разной степени неполны. Конечно, осознание их прикладной и прогностической ограниченности, продолжающийся поиск исключений, нарушений и «дыр» в этих теориях – все это провоцирует постановку еще более глубоких вопросов, стимулирует научный прогресс и порождает новые идеи, научные методы и концепции.

Одну из таких грандиозных научных проблем представляет собой поиск Великой Единой Теории элементарных частиц и их взаимодействий, а также ее дальнейшее расширение вплоть до окончательного понимания Вселенной и самого́ происхождения пространства-времени. Такая теория должна была бы базироваться на компактном наборе поддающихся математическому описанию универсальных принципов, которые могли бы интегрировать и объяснять все фундаментальные силы природы – от гравитации и электромагнетизма до слабых и сильных ядерных взаимодействий, – включив в себя законы Ньютона, квантовую механику и общую теорию относительности.

Были бы предсказаны все фундаментальные величины, такие как скорость света, размерность пространства-времени и массы элементарных частиц; были бы выведены уравнения, по которым зарождалась и эволюционировала Вселенная до формирования галактик, и так далее. Вот что такое Теория Всего. Попытка ее сформулировать – это действительно выдающаяся и чрезвычайно амбициозная научная задача, которой более полувека были заняты тысячи исследователей и которая стоила миллиарды долларов. По любой мерке, эта работа, все еще далекая от достижения цели, была грандиозно успешной: она привела, например, к открытию кварка и бозона Хиггса, к черным дырам и Большому взрыву, к квантовой хромодинамике и к теории струн… и ко многим Нобелевским премиям.

Однако – Теория Всего? Это вряд ли. Объяснить разом происхождение жизни, животный мир, структуру клетки, мозга и сознания, устройство городов и корпораций, любви и ненависти и так далее? Как возникли чрезвычайные разнообразие и сложность, которые мы наблюдаем на Земле? Упрощенный ответ такой: это неизбежный результат взаимодействий и динамики, являющихся составными частями Теории. Время развивается из геометрии и динамики струн, Вселенная расширяется и остывает, а иерархия – от кварков к нуклонам, от них к атомам и молекулам, клеткам, мозгу, эмоциям и всему остальному – вдруг выстроится сама собой, словно некий deus ex machina. Стоит «всего лишь» открыть кран и наполнить Теорию все более сложными уравнениями и вычислениями, которые, предположительно, в принципе могут быть решены с любой необходимой степенью точности. С качественной точки зрения, эта экстремальная версия редукционизма может претендовать на некоторую обоснованность, но в ней явно Кое-чего не хватает.

Это Кое-что включает такие концепции, как информация, зарождение, мутации, исторические случайности, адаптация и отбор – то есть все свойства сложных адаптивных систем, будь то организмы, общества, экосистемы или экономики. Эти системы состоят из множества отдельных компонентов (агентов), которые, однако, имеют общие для всех, коллективные черты – как правило, непредсказуемые (во всяком случае, в деталях) на основе характеристик отдельного компонента, даже если известна динамика их взаимодействия. В отличие от ньютоновой парадигмы, на которой основана Теория Всего, полная динамика и структура сложных адаптивных систем не могут быть описаны ограниченным набором уравнений. А в большинстве случаев, наверное, и бесконечным числом уравнений! Более того, предсказать тот или иной уровень точности просто невозможно, даже в принципе.

Итак, возможно, самое удивительное в нашей воображаемой Теории Всего заключается в том, что она предполагает следующее: по большому счету, наша Вселенная, включая ее происхождение и эволюцию, – это пусть и чрезвычайно сложно устроенный феномен, но по сути дела он не сложен, а, наоборот, удивительно прост – поскольку может быть описан ограниченным числом уравнений. Возможно, даже одним-единственным уравнением.

Это разительно контрастирует с тем, что мы видим здесь, на Земле, где мы являемся частью одних из самых разнообразных, сложных и хаотических процессов во всей Вселенной, для понимания которых требуются дополнительные и, возможно, нематематизируемые концепции.

Поэтому, аплодируя поискам Великой Единой Теории, которая могла бы объединить все главные силы природы, давайте отвергнем ее претензию на то, что она может в принципе объяснить и предсказать Все. Вместо этого давайте лучше начнем параллельно искать Великую Единую Теорию Сложности. Разработать количественную, аналитическую, принципиальную, прогностическую концепцию, которая могла бы объяснить сложные адаптивные системы, – вот подлинно великий вызов для XXI века. Как все великие обобщения, эта теория неизбежно останется неполной, но все равно бесспорно приведет к созданию важнейших – а возможно, и революционных – новых научных идей, концепций и методов.


Унификация

Марсело Глейзер

Физик-теоретик, Дартмутский колледж. Автор книги The Island of Knowledge: The Limits of Science and the Search for Meaning[2].

Вот! Я это сказал! Почтеннейшей идее Унификации пора уходить. Я не имею в виду мелкие упрощения, которые мы, ученые, ищем постоянно, пытаясь связать как можно меньшее число принципов с как можно большим числом природных процессов и явлений. Такого рода научная экономность – одна из важных основ того, чем мы занимаемся: мы ищем и мы упрощаем. В течение веков ученые, следуя этому девизу, творили настоящие чудеса: закон всемирного тяготения Ньютона, законы термодинамики, электромагнетизм, универсальное поведение в фазовых переходах…

Проблемы начинаются, когда мы заходим с этой идеей слишком далеко и начинаем искать суперунификацию, Теорию Всего, архиредукционистское предположение, согласно которому все силы природы представляют собой проявление одной-единственной силы. Именно этой идее пора на покой. И я говорю это с тяжелым сердцем, потому что на заре своей карьеры и в годы становления как ученого мной во многом двигало как раз стремление унифицировать все.

Идея унификации очень стара – стара, как сама европейская философия. Уже «отец философии» Фалес Милетский (VII–VI вв. до н. э.) постулировал, что «все есть вода», предложив таким образом единый материальный принцип для описания всей природы. Платон обратился к абстрактным геометрическим формам как архетипическим структурам в основании всего, что нас окружает. Математика стала равна красоте, а красота – истине. Поэтому в постплатоновскую эпоху наивысшие устремления были нацелены на то, чтобы дать чисто математическое объяснение всему сущему: всеобъемлющий космический чертеж, шедевр высшего разума. Нет необходимости уточнять, что этот чертеж существовал только в нашем сознании, хотя довольно часто приписывался некоему туманному «Божественному разуму». Мы объясняем мир, думая о нем. Выйти за пределы нашего разума мы не можем.

Желание все унифицировать глубоко укоренилось в душах математиков и физиков-теоретиков – от приверженцев программы Ленглендса до сторонников теории суперструн. Но вот в чем тут проблема: чистая математика – это не физика. Сила математики как раз и заключается в ее отстранении от физической реальности. Математик может создать любую Вселенную и играть с ней в любые игры. А физик не может; его работа состоит в том, чтобы описывать природу такой, какой мы ее ощущаем. Тем не менее игра в унификацию стала со времен Галилея составной частью физики и породила то, что и должна была породить: приблизительные унификации.

В самом деле, даже наиболее священные из наших унификаций – это лишь приближения. Возьмем, например, электромагнетизм. Уравнения, описывающие электричество и магнетизм, абсолютно симметричны только при отсутствии любых источников заряда или магнетизма – то есть в пустом пространстве. Или возьмем знаменитую (и прекрасную) Стандартную модель в физике элементарных частиц, основанную на «объединении» электромагнетизма и слабых ядерных взаимодействий. На самом деле здесь мы тоже не видим подлинного объединения, потому что в этой теории постоянно присутствуют две силы. (Или, если воспользоваться более профессиональным жаргоном, две константы взаимодействия и две калибровочные группы.) Реальная унификация, такая, как предложенное сорок лет назад гипотетическое Великое объединение сильных, слабых и электромагнитных сил, так до сих пор и не достигнута.

Итак, что же происходит? Почему так много ученых настойчиво ищут нечто Единое в природе, тогда как сама природа неустанно доказывает нам, что ее суть – во Множестве?

С одной стороны, стремление ученых к унификации имеет крипторелигиозный характер. Европейская цивилизация уже несколько тысяч лет купается в монотеизме, но даже в политеистических культурах почти всегда имеется один верховный бог или дух (Зевс, Ра, Парабрахман). С другой стороны, есть что-то очень притягательное в том, чтобы свести всю природу к одному созидательному принципу: расшифровать план «Божественного разума» – это что-то особенное, это значило бы ответить на зов свыше. Чистые математики, верующие в реальность математических истин, – это монахи тайного ордена, открытого только для посвященных. В случае с физикой высоких энергий все объединяющие теории базируются на изощренной математике, связанной с чисто геометрическими структурами, на вере в то, что в эфирном мире математических истин таится главный код всей природы и что мы можем его расшифровать.

Результаты последних экспериментов были просто катастрофическими для адептов этой веры: не обнаружено никаких следов суперсимметричных частиц, новых измерений пространства или какой-либо темной материи – всех этих желанных аргументов в пользу унификационной физики. Может быть, что-то и появится; чтобы найти, надо искать. Проблема с унификацией в физике высоких энергий состоит в том, что ее всегда можно отодвинуть за рамки экспериментальных доказательств: «Большой адронный коллайдер достиг 7 ТэВ (тераэлектронвольт) и ничего не нашел? Не проблема! Кто сказал, что природа предпочитает самые простые версии унификации? Может, все это происходит на гораздо более высоких уровнях энергии, до которых нам еще далеко!»

В таком подходе нет ничего плохого. Вы можете в это верить до самой своей смерти, и вы умрете счастливым человеком. Или вы можете сделать вывод, что лучше всего нам удается создавать примерные модели того, как работает природа, и что симметрии, которые мы находим, – это всего лишь описания того, что на самом деле происходит. Совершенство было бы слишком тяжким бременем для природы.

Люди часто склонны считать такие аргументы пораженческими, исходящими от кого-то, кто разочаровался и сдался (с такой же интонацией говорят: «Он утратил веру»). Это большая ошибка. Поиск простоты – это критически важная часть того, что делают ученые. И я тоже это делаю. У природы есть внутренние организационные принципы, и законы, которые мы открываем, позволяют прекрасно их описать. Но закон не один, их много. Мы – рациональные млекопитающие, которые успешно ищут модели. Уже одно это – повод для празднования. Но давайте не путать наши описания и модели с реальностью. Мы можем хранить образ совершенства в своем воображении как некую небесную музу. А природа между тем делает свое дело. И то, что нам удается уловить отблески ее внутренней работы, – это просто чудесно. И этого вполне достаточно.




Простота

Энтони Грейлинг

Философ. Основатель и директор Нового колледжа гуманитарных наук, Лондон. Внештатный профессор Колледжа Св. Анны, Оксфорд. Автор книги The God Argument: The Case Against Religion and for Humanism («Аргумент о Боге: дело против религии и за гуманизм»).

Когда две гипотезы одинаково подтверждены фактами и обладают равной прогностической силой, то для выбора одной из них могут использоваться ненаучные критерии – например, какая из них лучше сочетается с уже утвердившимися теориями. А также эстетические качества самих конкурирующих гипотез – которая из них более изящна, более элегантна, более красива… и, конечно, какая из них проще.

Простота – это всегда нечто вожделенное в науке, и в поиске простоты мы разбираем сложные явления на составные части. Стремление к простоте покоится на предположении, что в природе должна действовать некая единая сила, а гравитационные, слабые электрические и сильные ядерные взаимодействия – всего лишь ее проявления. А это предположение, в свою очередь, есть следствие общей идеи о том, что может существовать единый тип вещества (или материи, или поля, или пока немыслимого чего-то), из которого вырастает все многообразие – вырастает, следуя принципам столь же фундаментальным и столь же простым.

При всей неотразимой притягательности идеи простоты нет никаких гарантий, что сама природа испытывает к простоте такой же интерес, как и те, кто пытается природу описать и исследовать. И если идея эмерджентных свойств[3] все еще пользуется спросом, то биологические сущности могут быть полностью объяснены лишь исходя из их собственных свойств – то есть во всей полноте их сложности, хотя и с обязательным учетом их структуры и строения.

У сложности есть два измерения: во-первых, это длина сообщения, которое необходимо для описания явления, а во-вторых, продолжительность эволюционной истории явления. С этой точки зрения картина Джексона Поллока сложна по первому измерению и проста по второму, тогда как гладкая галька на пляже проста по первому измерению и сложна по второму. Простоту, к которой стремится наука, можно представить как сокращение длины описания – например, сведение описания к уравнению. Но не получится ли здесь обратной пропорции между достигнутым уровнем простоты и полученным при этом уровнем погрешности?

Конечно, было бы очень хорошо, если бы все в конечном счете оказывалось простым или поддавалось простому описанию. Но некоторые вещи можно лучше и более точно объяснить лишь в их сложности – и тут опять на ум приходят биологические системы. Сопротивление этой слишком диссипативной форме редукционизма поможет опровергнуть нелепые обвинения в том, что наука не видит в жемчужине ничего, кроме симптома болезни устрицы.


Вселенная

Сет Ллойд

Профессор квантовой механики, Массачусетский технологический институт. Автор книги Programming the Universe: A Quantum Computer Scientist Takes on the Cosmos[4].

Да-да, я знаю. Вселенной уже примерно 13,8 миллиарда лет, и она, вероятно, проживет еще 100 миллиардов лет или больше. Кроме того, если Вселенной пора на пенсию, то куда ее поселить? Штат Флорида для нее маловат… Но точно пора отправить на пенсию научную идею, которой всего 2500 лет и которая гласит, что Вселенная – это простой объем пространства и времени, вмещающий в себе все. Космология XXI века решительно настаивает: то, что мы видим в космосе – звезды, галактики, пространство и время от момента Большого взрыва, – не включает в себя всю реальность. Космос, купи себе кондоминиум.

Итак, что же такое Вселенная? Чтобы проверить свои знания, закончите следующее предложение. Вселенная …

(а) … состоит из всех вещей, видимых и невидимых, – то есть она была, есть и будет.

(b) … возникла 13,8 миллиарда лет назад в ходе колоссального Большого взрыва и включает в себя все планеты, звезды, галактики, пространство и время.

(c) … была вылизана с соленых краев первичной огнедышащей ямы языком гигантской коровы.

(d) … это все вышеперечисленное.

(Правильный ответ смотрите ниже.)

Идея Вселенной как наблюдаемого и поддающегося измерению объекта существует уже тысячи лет. Эти наблюдения и измерения были столь успешны, что сегодня мы знаем о происхождении Вселенной больше, чем о происхождении жизни на Земле. Но успех наблюдающей космологии привел нас к тому, что больше невозможно отождествить Вселенную в терминах вышеприведенного ответа (а) с наблюдаемым космосом (ответ (b)). Те самые наблюдения, которые установили подробную историю Вселенной, предполагают, что наблюдаемый космос – это лишь ускользающе малая часть бесконечной Вселенной. Конечное количество времени, прошедшего после Большого взрыва, означает, что наши наблюдения простираются чуть дальше, чем на 10 миллиардов световых лет от Земли. За горизонтом наших наблюдений на еще большие расстояния простирается все то же – пространство, заполненное галактиками и протянутое в бесконечность. Сколько бы времени ни существовала Вселенная, нам будет доступна только ее конечная часть, тогда как бесконечный объем Вселенной будет всегда оставаться вне нашего знания. Вся Вселенная в целом непознаваема, за исключением ее исчезающе малой части.

Это большой удар. Научная концепция Вселенная в целом равна наблюдаемой Вселенной признала свое поражение. Может быть, в этом нет ничего страшного. Что плохого во Вселенной, которая простирается на бесконечное, не поддающееся познанию пространство? Но нам наносят всё новые удары. Чем глубже космологи вгрызаются в прошлое, тем больше они находят указаний на то, что, к лучшему это или к худшему, за горизонтом нашего знания лежит нечто большее, чем просто бесконечное пространство. Используя экстраполяцию по времени назад к Большому взрыву, космологи выявили эпоху, которая называется инфляцией и в которую Вселенная многократно удваивалась в размере за малую долю секунды. По большей части пространство-время состоит из чего-то очень быстро расширяющегося. Наша собственная Вселенная, сама по себе бесконечная, – это всего лишь «пузырек», образовавшийся в этом инфляционном море.

Дальше – хуже. Инфляционное море содержит бесчисленное множество других пузырьков, каждый из которых тоже представляет собой бесконечную самостоятельную вселенную. В разных пузырьках законы физики могут принимать разные формы. В каком-то другом пузырьке-вселенной электрон имеет другую массу. Еще в одном пузырьке электронов просто не существует. Поскольку многопузырьковая вселенная состоит не из одного, а из многих космосов, ее часто называют Мультивселенной. Эти беспорядочность, непостоянство Мультивселенной могут показаться совсем непривлекательными (Уильям Джеймс, который ввел в употребление слово «Мультивселенная», называл ее «гулящей девкой»), но от них никуда не деться. Последний удар по идее единства Вселенной наносят законы квантовой механики, которые фиксируют, что Вселенная продолжает постоянно расщепляться на много историй или на много миров, и мир, который мы наблюдаем опытным путем, – лишь один из них. В других мирах содержатся события, которые не происходили в нашем мире.

Через две тысячи лет после ее зарождения представлению о Вселенной как наблюдаемом космосе пришел конец. За пределами досягаемости нашего ви́дения существует бесконечная россыпь галактик. За пределами этой бесконечной россыпи, в инфляционном море постоянно возникают и лопаются бесконечное множество пузырьков-вселенных. Ближе к нам, но столь же недосягаемые, плодятся и размножаются множественные миры квантовой механики. Космолог из Массачусетского технологического института Макс Тегмарк называет эти три вида разрастающихся реальностей мультивселенными типа I, типа II и типа III. Но ведь где-то это должно закончиться? Вообще говоря, единая, доступная наблюдению Вселенная выглядела более достойно.

Однако не все так безнадежно. Множественность сама по себе представляет собой некое единство. Мы сейчас знаем, что Вселенная содержит в себе больше, чем мы когда-либо сможем увидеть, услышать или потрогать. Вместо того чтобы видеть в множественности физических реалий проблему, давайте лучше смотреть на нее как на благоприятную возможность.

Предположим, что все, что могло бы существовать, действительно существует. Мультивселенная – это не дефект, а особенность. Нам надо быть осторожными: набор всех явлений, которые могли бы существовать, – это скорее предмет метафизики, нежели физики. Тегмарк и я показали, что с небольшим ограничением мы тем не менее можем отступить от грани метафизики. Предположим, что физическая Мультивселенная содержит вещи, которые локально конечны – в том смысле, что любая конечная вещь может быть описана конечным объемом информации. Набор локально конечных явлений хорошо определен математически: он состоит из явлений, поведение которых можно смоделировать на компьютере (точнее говоря, на квантовом компьютере). Поскольку и та Вселенная, которую мы наблюдаем, и разнообразные другие вселенные локально конечны, то все они содержатся в этой поддающейся вычислениям Вселенной. В том числе (где-то там) – гигантская корова.

Правильный ответ на тест: (с).


Iq

Скотт Атран

Антрополог, Национальный центр научных исследований, Париж. Автор книги Talking to the Enemy: Violent Extremism, Sacred Values, and What it Means to Be Human[5].

Нет никаких причин верить и есть много причин не верить в то, что измерение так называемого «коэффициента интеллекта» хоть в какой-то мере отражает некие базовые когнитивные способности или «естественное состояние» человеческого разума. Измерение IQ в заданном порядке не мотивировано какими бы то ни было последними открытиями в области когнитивной психологии или психологии развития. В ходе этого измерения последовательно смешиваются и путаются самые разные специфические способности – скажем, способность к геометрическим и пространственным суждениям о формах и местоположении, суждениям в области механики (о массе и движении), таксономическому мышлению о биологических видах, социальным суждениям о верованиях и желаниях других людей и так далее, – то есть те самые когнитивные способности, которые, по всей видимости, и развились как полезные в ходе эволюции.

Нигде в животном и растительном царствах никогда не происходило естественного отбора и адаптации «для общих задач». Общая оценка интеллекта или мыслительной компетенции – все равно что измерение «тела вообще», без выделения различных специфических его органов и функций, таких как сердце, легкие, желудок, кровообращение, дыхание, пищеварение и так далее. Если вы покажете врачу или биологу некий общий «коэффициент тела» (BQ), вряд ли он сможет извлечь из этого что-то полезное.

Цель IQ – самое общее измерение социально приемлемого уровня способностей к категоризации и рассуждению. Тесты IQ были придуманы в эпоху расцвета бихевиоризма, когда структура когнитивных способностей еще не вызывала большого интереса. Система подсчета баллов была настроена на создание нормального распределения со средним значением 100 и стандартным отклонением 15 баллов в обе стороны.

В других обществах результаты подобных замеров могут очень различаться; некоторые «нормальные» члены нашего общества едва укладываются в «норму», принятую в тестах какого-то другого общества. Например, в задачах с принудительным выбором студенты из Восточной Азии (китайцы, корейцы, японцы) чаще выбирают полезависимые[6] решения, а не объектно-салиентные, предпочитают тематические суждения таксономическим (классифицирующим), категоризацию по образцу категоризации по правилам. У американских студентов обычно все наоборот. В тестах на эти разные способности категоризации и мышления восточноазиатские студенты демонстрировали более высокие результаты в своих преференциях, а американцы – в своих. И эти разные результаты ничего особенного не раскрывают, а всего лишь отражают социокультурные различия.

Давно ведутся острые дебаты на тему о том, какие аспекты IQ (если таковые вообще есть) являются наследственными. Самые интересные исследования связаны с близнецами, воспитанными порознь, и с усыновлениями. Исследования близнецов редко дают возможность взять большую выборку; к тому же близнецов иногда разлучают при рождении – например, если один из родителей умирает или не может содержать обоих детей и одного из близнецов воспитывают родственники, друзья или соседи. Это лишает исследователя возможности устранить при оценке схожести близнецов влияние факторов социальной среды и воспитания.

Главная проблема с изучением усыновления заключается в том, что сам факт усыновления, как достоверно показано, повышает IQ усыновленного вне зависимости от любых корреляций между IQ ребенка и его биологических родителей. Никто еще не сумел хоть сколько-нибудь убедительно объяснить, как или почему один ген или комбинация генов могли бы повлиять на IQ. Думаю, причина здесь не в том, что проблема слишком трудна, а в том, что IQ – не «естественный», а ложный показатель.


Пластичность мозга

Лео Чалупа

Вице-президент по науке, Университет Джорджа Вашингтона.

Под пластичностью мозга имеется в виду способность нейронов по мере обретения опыта менять свою структуру и функциональные свойства. Это, разумеется, не удивительно, поскольку любая часть тела с годами меняется. Особенность пластичности мозга (не уникальная именно для этого органа) заключается в том, что такие изменения опосредованы событиями, которые в известном смысле адаптивны. Идея пластичности мозга возникла главным образом благодаря пионерским исследованиям Торстена Визеля и Дэвида Хьюбела: они показали, что если один глаз на ранней стадии развития лишается возможности получать нормальный входящий визуальный поток, то в результате этот глаз теряет функциональные связи со зрительной корой, в то время как аналогичные связи глаза, не лишенного этого потока, расширялись.

Эти исследования убедительно показали, что связи мозга на ранней стадии не фиксированы жестко, что они могут изменяться с ранним опытом и, значит, они пластичны. За это исследование и другие работы 1960-х годов Визель и Хьюбел получили в 1981 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине. С тех пор появились тысячи исследований, показавших широкое разнообразие нейронных изменений практически во всех участках мозга, от молекулярного до системного уровня, у молодых, взрослых и пожилых людей. В результате к концу XX века наш взгляд на мозг эволюционировал: мы рассматриваем его не как неизменную жесткую структуру, а как чуть ли не постоянно меняющуюся.

Сегодня «пластичность» (plasticity) – это одно из самых популярных слов в литературе по нейрофизиологии. На самом деле я и сам частенько использовал это слово в своих научных статьях и в заголовках книг, которые редактировал. Так что в этом слове плохого, можете вы спросить?

Начать с того, что повсеместное употребление термина «пластичность мозга» применительно практически ко всем типам изменений в нейронной структуре и функциях сделало этот термин во многом бессмысленным. Когда почти любое изменение в нейронах характеризуют как пластичность, то термин включает в себя так много явлений, что больше не несет никакой полезной информации. Более того, во многих исследованиях пластичность мозга называют причиной изменяющихся поведенческих характеристик – не имея при этом прямых доказательств нейронных изменений. Особенно вопиющими кажутся результаты исследований, показывающие, каким образом практика помогает добиться улучшения при решении определенных задач. Тот факт, что практика улучшает эффективность, был известен задолго до того, как мы что-то узнали о мозге. Разве к этому может что-то добавить утверждение, что улучшение в функционировании демонстрирует примечательную степень пластичности мозга? Слово «примечательный» (remarkable) особенно часто встречается при оценке результатов тренировок у пожилых людей – как будто пожилой человек в принципе неспособен показать хорошие результаты даже с помощью тренировки.

Такого рода исследования привели к появлению целой индустрии тренингов мозга. Многие из таких программ нацелены на самых маленьких. В прошлые годы особенной популярностью пользовался «эффект Моцарта», когда родители, сами не испытывающие никакого интереса к классической музыке, постоянно заставляли своих детей слушать произведения Моцарта. Сейчас это движение вроде бы пошло на спад, но уступило место множеству игр, которые, как считается, способны «натренировать» мозг ребенка любого возраста. Но более всего индустрия пластичности мозга сосредоточена на стареющем мозге. Это можно понять, учитывая те опасения, которые большинство из нас испытывает по поводу ослабления памяти и когнитивных способностей с возрастом. Судя по тому, сколько компаний расплодилось в этом секторе бизнеса в последние годы, дело это весьма прибыльное.



Конечно, нет ничего дурного в том, чтобы занимать детей или пожилых людей чем-то, что активизирует их когнитивные функции. На самом деле это может приносить реальную пользу. Разумеется, такие тренировки лучше, чем ежедневное многочасовое сидение перед телевизором. Верно также и то, что за любыми изменениями в результатах лежат изменения в мозге. Разве может быть иначе, если любой образ действий контролируется мозгом? Однако мы не знаем, что происходит в мозге, когда вы показываете более высокие результаты в какой-то конкретной видеоигре, и мы не понимаем, как сделать такие улучшения долговременными и приложить их к разным когнитивным состояниям. Называть такие попытки «мозговым тренингом» или «улучшением пластичности мозга» – это часто лишь маркетинговый ход с целью продать свою услугу.

Это не означает, что нужно отказаться от так называемых упражнений для мозга; они не принесут вреда и могут даже оказаться полезными. Но, пожалуйста, когда будете объяснять себе случившиеся улучшения, воздержитесь от упоминания «пластичности мозга» – будь то «примечательной» или какой-либо иной.


Изменяя мозг

Говард Гарднер

Профессор Центра познания и педагогики Джона и Элизабет Хоббсов, аспирантура педагогических наук Гарвардского университета. Автор книги Truth, Beauty, and Goodness Reframed («Истина, красота и доброта в новом формате»).

Когда я занимаюсь со своими студентами или читаю научно-популярную лекцию, слушатели реагируют примерно так: «Изменяют ли смартфоны мозг?» Или: «Детям нельзя разрешать играть с планшетами, потому что это может повлиять на их мозг!» Я в ответ стараюсь объяснить, что все, что бы мы ни делали, сказывается на нашей нервной системе и что поэтому подобные высказывания либо лишены смысла, либо их надо развернуть.

Вот пример такого развернутого высказывания: «Оказывает ли подобный опыт значительное – и, возможно, необратимое – влияние на нервную систему?» Или так: «Вы имеете в виду „влияние на разум“ или „влияние на мозг“»?

Если собеседник при этом приходит в некоторое замешательство, то я чувствую, что ему или ей неплохо было бы заново прослушать курсы по философии, психологии и неврологии.


«Ученый-ракетчик»

Виктория Уайатт

Адъюнкт-профессор культуры коренных народов Северной Америки, Университет Виктории.

Настало время отправить на пенсию «ученого-ракетчика» из известного клише: «Не нужно быть ученым-ракетчиком, чтобы…»[7]

Наш «ученый-ракетчик«– это скорее не принцип, а персонаж, причем персонаж выдуманный. Он был создан не учеными, а разговорным употреблением. Тем не менее это клише отражает устаревшее понимание научных принципов, и это критически важно. «Ученому-ракетчику» надо устроить хорошую вечеринку в честь ухода на пенсию.

Может показаться, что мои мечты о такой прощальной вечеринке окрашены профессиональной завистью. Я никогда не слышала, чтобы кто-нибудь сказал: «Не надо быть этноисториком, чтобы…» И никогда не услышу. Да, это клише демонстрирует пренебрежение к гуманитариям, но меня заботит не это, а то, что наш «ученый-ракетчик» в его обиходном восприятии серьезно пренебрегает естественными науками. Наша Земля не может этого позволить.

«Ученый-ракетчик» стоит вне общества, застыв на заоблачных высотах. Популярное и часто повторяемое клише отражает общественную удовлетворенность тем фактом, что наука развелась с повседневным опытом. Клише проводит границу (ярко сияющую линию) между ученым и кем бы то ни было еще. Это годится для популярного кино и телевизионных шоу, но на самом деле это коварная вещь. Искусственно воздвигнутые барьеры ведут к изоляции. Они фокусируют внимание на различиях и разграничениях. Однако быстрый научный прогресс питают как раз взаимодействие и совместные процессы – идет ли речь о системной биологии, эпигенетике, неврологии, исследованиях мозга, астрономии, медицине или квантовой физике. Сложные взаимосвязи характерны и для самых серьезных вызовов, перед лицом которых мы стоим: глобальных эпидемий, изменений климата, вымирания видов, истощения ресурсов – все эти проблемы представляют собой комплексы интегральных взаимосвязей.

При оценке таких проблем необходимо учитывать их многообразие, сложность, взаимодействия и процессы внутри них. Того же требует и правильное понимание современной науки. Мы можем серьезно заниматься насущными глобальными проблемами только в том случае, если политики ясно понимают, что такое наука, – то есть видят в многообразии, сложности, взаимодействии и процессах не препятствия, а ключ к пониманию проблем.

Сегодня, однако, надуманные границы проведены не только в наших клише, но также и в наших общественных и политических институтах. Примеров тому множество. Университеты делят ученых и студентов по научным дисциплинам, заставляя эти дисциплины конкурировать между собой за бюджет и ограниченные ресурсы («междисциплинарность» – это, конечно, очень модное словечко, но наши институции по самой своей природе сопротивляются междисциплинарому подходу). Модель переговоров по изменению климата, согласно которой независимыми, автономными участниками этих переговоров выступают отдельные государства, показала свою полную непригодность. В правительстве моей провинции океаном и лесом заведуют отдельные департаменты, словно какой-то фатальный барьер перерезал экосистему по линии прибоя.

Время тоже страдает. Прошлое отчуждается от настоящего, а настоящее – от будущего, потому что устройство и жизнь нашего общества определяет режим краткосрочных налоговых и политических дедлайнов. Это фрагментированное время влияет на наш подход ко всем глобальным вызовам, делая их всё более устрашающими.

Наше общество во многом действует в парадигме упрощения, детализации и границ, тогда как нам нужна парадигма многообразия, сложности, взаимодействий и процессов. Наши общественные структуры находятся в фундаментальном конфликте с посылами современной науки. Как могут политики решать критически важные глобальные проблемы, если они игнорируют современные научные принципы?

Реальный мир работает как видеофильм. Сюжет в целом становится понятным в результате взаимодействия между кадрами. А вот наш «ученый-ракетчик», пусть и вымышленный, твердо стоит обеими ногами на вершине высокой башни, вне общества, не являясь его частью. И пусть это всего лишь разговорное выражение – язык важен, а в каждой шутке есть лишь доля шутки. «Ученому-ракетчику» явно пора на пенсию.

В заключение хочу подчеркнуть: я ни в коем случае не хочу обидеть настоящих ученых в области ракет и ракетостроения. Настоящие ученые-ракетчики существуют (и к ним относятся некоторые из моих лучших друзей). Эти ученые обитают в реальном мире со всеми его взаимосвязями, отношениями и сложностями. «Ученый-ракетчик» из нашего клише воплощает в себе противоположное. Его отставка окажет нам всем хорошую услугу.


Индивид-дуальность

Найджел Голденфельд

Профессор физики в Центре перспективных исследований, директор Института всеобщей биологии, Университет штата Иллинойс в Урбана-Шампейне.

Мы, физики, договорились использовать суффикс – он для указания на какие-то квантифицированные сущности. Например, в классической физике есть понятие электромагнитных волн. Но из квантовой версии теории таких волн, начало которой заложено в работе Эйнштейна 1905 года, принесшей ему Нобелевскую премию, мы знаем, что при определенных обстоятельствах будет более точным утверждение, что излучается электромагнитная энергия отдельными частицами, называемыми фотонами. Этот дуализм волны-частицы – краеугольный камень современной физики, в которой имеются не только фотоны, но целый зоопарк того, что раньше называли элементарными частицами, – протоны, нейтроны, пионы, мезоны и, конечно же, бозон Хиггса. (Нейтрино?.. О, это длинная история…)

А как насчет вас? Вы – персона. Значит, вы тоже квант чего-то? Понятно, что дробных людей не бывает и что каждый из нас очевидным образом квантифицирован. Однако элементарные частицы, или сущности, полезны в концептуальном плане, поскольку их можно рассматривать изолированно, без взаимодействий между ними – как отдельные точечные частицы в идеальном газе. Вам, конечно, не подходит такое определение – вы вовлечены в социальные сети, вы постоянно онлайн, вы, несомненно, образованны и культурны. Ваше сильное взаимодействие с другими людьми означает, что ваша индивидуальность осложнена тем, что вы являетесь частью общества и можете нормально функционировать только в такой среде. Мы можем пойти дальше и сказать, что вы – квант некоторого поля, распределенного в человеческом пространстве, которое описывает плотность людей в окрестности каждой точки этого пространства, а не интенсивность электромагнитного поля. Подобная модель оказывается технически очень удобной для описания пространственно-временно́го поведения экосистем, особенно для описания вымирания, где важное значение имеют дискретные изменения. Здесь кажется уместным ввести странный, похожий на оксюморон термин индивид-дуальность по аналогии с дуализмом волна-частица.

Слово «индивидуальный» (individual) имеет несколько различных значений. Оно может означать и «отдельный», и «отличный от других», и «единственный», но напоминает также и слово «неделимый» (indivisible). Мы совершенно точно не являемся неделимыми: мы состоим из клеток, которые, в свою очередь, состоят из цитоплазмы, нуклеиновых кислот, белков и так далее. А последние, в свою очередь, состоят из атомов, состоящих из нейтронов, протонов, электронов и так далее – вплоть до тех элементарных частиц, которые сейчас считают продуктом теории струн (и которая, в свою очередь, сегодня уже не считается окончательным описанием материи). Другими словами, там «черепахи до самого низа» и никаких неделимых единиц материи не существует. Нет смысла в понятии «элементарная частица», нет никакой «конечной остановки» при движении вглубь материи. Все сделано из чего-то – и так до бесконечности.

Однако это не означает, что все предметы являются просто суммой своих частей. Возьмем, например, протон, который состоит из трех кварков. У него есть собственный момент вращения – спин, – который, как раньше считалось, является суммой спинов составляющих его кварков. Однако эксперименты последних двадцати или тридцати лет показали, что это не так: спин возникает из неких коллективных свойств кварков и пульсирующих быстрораспадающихся частиц, называемых глюонами. Понятие индивидуального кварка оказывается бесполезным, когда имеет место столь сильное коллективное поведение. Протон из чего-то состоит, но его свойства не обнаруживаются путем сложения свойств его составных частей. Когда мы пытаемся определить это нечто, то обнаруживаем, что, как иногда говорят о Лос-Анджелесе, «там нет никакого „там“».

Возможно, вы и так уже знаете, что наивный редукционизм склонен к излишнему упрощению. Но есть и другой момент. Вы не просто составной объект (это вы тоже уже знаете), но в определенном смысле вы и не человек. В вашем теле примерно 100 триллионов бактериальных клеток, в десять раз больше, чем клеток человеческого организма, и эти бактерии содержат в сто раз больше генов, чем ваши собственные клетки. И эти бактерии – не просто пассивные обитатели зоопарка, который вы из себя представляете. Они самоорганизуются в сообщества у вас во рту, в пищеварительном тракте и других частях тела, и эти сообщества – микробиомы – управляются разнообразными и динамичными способами конкуренции и сотрудничества различных бактерий, что и позволяет нам жить.

В последние несколько лет геномика дала нам инструмент для исследования микробиомы: идентификацию микробов по цепочкам их ДНК. Исследования еще не завершены, но уже сейчас сделаны поразительные открытия. Благодаря своим микробам младенец лучше переваривает материнское молоко. А способностью усваивать углеводы вы в значительной степени обязаны энзимам, которые могут быть выработаны только генами – причем не вашими, а вашей микробиомы. Ваша микробиома может быть повреждена – например, из-за лечения антибиотиками, – причем в некоторых исключительных случаях настолько, что в нее могут вторгнуться опасные монокультуры вроде Clostridium difficile, а это угрожает вам смертью.

Возможно, самым замечательным было открытие оси пищеварительный тракт – мозг: ваша желудочно-кишечная микробиома способна порождать маленькие молекулы, которые могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и влиять на состояние вашего мозга. Хотя механизм этого воздействия пока не до конца ясен, появляется все больше свидетельств того, что микробиома может быть значительным фактором в возникновении таких мозговых нарушений, как депрессия и расстройства аутистического спектра.

Короче говоря, вы можете представлять собой коллективную собственность, управляющуюся тесным взаимодействием ваших компонентов.

Итак, возможно, это верно, что вы не индивидуальны (во всяком случае, в одном из смыслов этого слова). А как насчет ваших микробов? Похоже, ваша микробиома – это тоже система сильных взаимодействий: микробы формируют внутри вас тесные колонии и не только обмениваются химическими веществами для метаболизма, но и взаимодействуют, испуская молекулы. Они даже могут передавать друг другу гены и в некоторых случаях делают это, отвечая на сигнал, который издает нуждающийся реципиент, – своего рода бактериальный крик о помощи! Отдельно взятый, изолированный микроб ничего подобного не делает, так что это сложное поведение – коллективное свойство микробиомы, а не «индивидуального» микроба. Даже у микробов, номинально принадлежащих, казалось бы, к одному виду, есть геномы, отличающиеся по содержанию от их генов на 60 %. Вот вам и «интуитивное» понятие вида! Это еще одна слишком антропоморфная научная идея, неприложимая к большинству аспектов жизни.

До сих пор я говорил о связях в пространстве. Но есть и связи во времени. Если материя, составляющая Вселенную, сильно взаимосвязана в пространстве, и мы обычно не думаем о ней, как о совокупности ее частей, то бессмысленно и связывать причину какого-либо события с каким-то из частей целого. Точно так же, как вы не можете связать спин протона с каким-то из его компонентов, вы не можете представить то или иное событие как следствие одной-единственной причины. К сложным системам неприменимы ни удобное понятие индивидуальности, ни буквальное понятие причинности.


Чем больше мозг животного, тем оно умнее

Николас Хамфри

Психолог, Дарвинский колледж, Кембридж. Автор книги Soul Dust: The Magic of Consciousness[8].

Чем больше мозг животного, тем оно умнее. Вы можете подумать, что связь здесь вполне очевидна. Достаточно посмотреть на эволюционную родословную человека. У нас мозг больше, чем у шимпанзе, и мы умнее, чем шимпанзе. А у шимпанзе мозг больше, чем у мартышковых, и они умнее, чем последние. Или, в качестве аналогии, давайте посмотрим на историю вычислительных машин в XX веке. Чем больше были машины, тем с большей силой они умели перемалывать числа. В 1970-е годы новый компьютер у меня на факультете занимал целую комнату.

Со времен френологии XIX столетия и до появления технологий сканирования мозга в XXI веке было принято считать, что объем мозга определяет когнитивную способность. В частности, в любом современном учебнике вы найдете утверждение о том, что размер мозга разных видов приматов причинно связан с их социальным интеллектом. Признаю, что ответственность частично лежит на мне, потому что в 1970-х я сам отстаивал эту идею. Но уже многие годы я испытываю подозрение, что она неверна.

С ней не согласуется слишком много упрямых фактов. Начать с того, что нам известно, что некоторые младенцы рождаются, имея всего две трети нормального объема мозговой ткани, и при этом во взрослом состоянии не проявляют практически никакого дефицита когнитивных способностей. Мы знаем, что в ходе нормального развития человеческого мозга он уменьшается по мере развития когнитивности (известный пример – это изменения в «социальном мозге» во время взросления, когда между десятью и двадцатью годами объем серого вещества в коре уменьшается примерно на 15 %). И что самое удивительное, мы знаем, что некоторые весьма далекие от человека животные – например пчелы или попугаи – могут воспроизводить многие умения человеческого интеллекта, при том что мозг пчелы в миллион раз, а мозг попугая в тысячу раз меньше мозга человека.

Ключ к разгадке тут, конечно же, в программировании: для качества когнитивного функционирования важно не столько аппаратное обеспечение мозга, сколько программное, не «железо», а софт. Более умному софту не нужен аппарат большего размера (на самом деле, как показывает сокращение объема коры по мере взросления, ему нужен аппарат более компактный). Это верно, что программы, которые дают выдающиеся результаты, нуждаются в очень тщательном проектировании – и это происходит либо в ходе естественного отбора, либо в ходе обучения. Но с момента, когда они начинают работать, они не так требовательны к «железу», как более старые версии. Что касается особого случая социального интеллекта, то я бы сказал, что алгоритм для решения проблем «теории разума» может быть написан на обороте почтовой открытки и запущен на iPhone. В таком случае мало смысла остается в широко распространенном предположении, что человеческий мозг должен удвоиться в размере, чтобы человек стал способен к «чтению мыслей второго порядка».

Тогда почему человеческий мозг в ходе эволюции удвоился в объеме? Почему он, по-видимому, гораздо большего размера, чем нужно для поддержания нашего интеллектуального уровня? Ведь построение и поддержание большого мозга, безусловно, стоит очень дорого. И если мы хотим отправить в отставку «очевидную теорию», вынесенную в заголовок этой статьи, то чем ее можно заменить? Берусь предположить, что ответ заключается в преимуществах, которые обеспечивает наличие большого объема когнитивного резерва. У большого мозга есть свободные мощности, которые можно задействовать, если и когда его работающие части повреждаются или изнашиваются. Став взрослым, человек – как и другие млекопитающие – начинает утрачивать значительную часть мозговой ткани из-за несчастных случаев, кровоизлияний и деградации. Но, поскольку человек может обращаться к этому когнитивному резерву, ущерб не обязательно проявляется. Это означает, что человек может сохранить свои умственные способности до достаточно преклонного возраста – наши предки с мозгом меньшего объема становились недееспособными гораздо раньше. (И, если уж на то пошло, у несчастного, кто родился с необычно маленьким мозгом, гораздо больше шансов впасть в старческое слабоумие уже после сорока.)

Правда, многие из нас умирают по другим причинам, так и не задействовав всю мощь мозга. Зато другие живут значительно дольше, чем могли бы, будь их мозг вполовину меньше. Так какие же эволюционные преимущества дает большая продолжительность жизни – а тем более характерная для человека продолжительность пострепродуктивной жизни? Ответ, безусловно, состоит в том, что люди – в отличие от всех остальных видов – могут пользоваться преимуществами от присутствия в их жизни интеллектуально адекватных дедушек и бабушек, прадедушек и прабабушек, чья роль в воспитании и обучении является ключевой для успеха человеческой культуры.


Большой взрыв был первым моментом времени

Ли Смолин

Физик, Институт «Периметр», Ватерлоо, Онтарио. Автор книги Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe[9].

В моей области фундаментальной физики и космологии главный претендент на отставку – идея о том, что Большой взрыв был первым моментом времени.

У словосочетания «Большой взрыв» есть два значения. Во-первых, космология Большого взрыва представляет собой гипотезу, согласно которой наша Вселенная в течение 13,8 млрд лет продолжает расширяться, находившись изначально в исключительно горячем и плотном первичном состоянии – более горячем и плотном, чем в центре звезд и вообще где бы то ни было в настоящее время. С этим я спорить не буду; это установленный научный факт, и история расширения Вселенной известна в деталях – от единообразной и плотной горячей плазмы до изумительно разнообразного и сложного мира, который стал нашим домом. У нас есть подробные теории, подтвержденные многочисленными экспериментами, которые объясняют происхождение всех известных нам структур – от элементарных частиц до галактик, звезд, планет и молекулярных строительных блоков жизни. Как и в любой хорошей научной теории, здесь имеются вопросы, которые еще ждут ответа: например, какова точная природа темной материи и темной энергии, которые являются заметными действующими лицами в мироздании. Или очень интересный вопрос о том, была или нет первая фаза инфляционного экспоненциального расширения. Но эти вопросы не ставят под сомнение общую картину.

Что меня заботит, так это другое значение понятия «Большой взрыв»: гипотеза о том, что первичное происхождение нашей Вселенной было первым моментом времени, когда наша Вселенная возникла из состояния бесконечной плотности и температуры. Согласно этой гипотезе, во Вселенной не существует ничего, что было бы старше 13,8 млрд лет. И бессмысленно спрашивать, что было раньше, потому что раньше не было даже времени.

Главная проблема с этим вторым значением понятия состоит в том, что оно не очень хорошо подходит в качестве научной гипотезы, поскольку оставляет без ответа очень большие вопросы о Вселенной. Получается, что нашей Вселенной пришлось начаться в экстраординарно специфическом состоянии, чтобы развиться в нечто, похожее на нашу Вселенную. Гипотеза о том, что был первый момент времени, на удивление универсальна и непринужденна, поскольку допускает бесконечное число возможных состояний, в которых могла начаться Вселенная. Это следует из теоремы, доказанной Стивеном Хокингом и Роджером Пенроузом, – почти любая расширяющаяся вселенная, описанная общей теорией относительности, имеет некий первый момент времени. По сравнению с ними со всеми наша собственная ранняя Вселенная была исключительно однородной и симметричной. Почему? Если Большой взрыв был первым моментом времени, то научного ответа дать нельзя, потому что не было никакого «раньше», на котором можно было бы обосновать объяснение. Похоже, тут появляется шанс для теологов, и действительно, они выстраиваются у ворот науки, чтобы предложить свое объяснение: Вселенную создал Бог, и создал ее именно такой.

Сходным образом, если Большой взрыв был первым моментом времени, то не может быть научного ответа на вопрос о том, что именно определило законы природы. Здесь открывается поле для таких объяснений, как антропная мультивселенная, которые ненаучны, поскольку толкуют о ненаблюдаемых скоплениях других вселенных и не делают предсказаний, по которым можно было бы проверить и опровергнуть подобные гипотезы.

Тем не менее у науки есть шанс ответить на эти вопросы – в том случае, если Большой взрыв не был первым моментом времени, а был переходом от более ранней эры вселенной, эры, которая может быть исследована научными методами, потому что процессы, происходившие тогда, стали причиной возникновения и развития нашего мира.

Для того чтобы перед Большим взрывом появилось время, теореме Хокинга – Пенроуза необходимо быть ложной. Но есть простая причина думать, что так оно и есть: общая теория относительности не является исчерпывающей в качестве описания природы, поскольку она не учитывает ее квантового характера. Объединение и приведение в соответствие друг другу квантовой физики и общей теории относительности – это важнейшая задача фундаментальной физики, и в этой области за последние тридцать лет достигнут значительный прогресс. Хотя окончательного решения проблемы пока нет, квантовые космологические модели дают убедительные свидетельства того, что бесконечные сингулярности, которые в общей относительности заставляют время остановиться, аннулированы, а это превращает Большой взрыв – в смысле первого момента времени – в Большой отскок, который позволяет времени существовать до Большого взрыва, уходя далеко в прошлое. Подробные модели квантовых вселенных показывают предшествующую эру, заканчивающуюся коллапсом, в которую плотность возрастает до очень высоких значений. Но прежде чем Вселенная становится бесконечно плотной, включаются квантовые процессы, превращающие коллапс в новое расширение (это и есть «отскок»), запуская новую эру, которая и может быть нашей расширяющейся Вселенной.

Сейчас рассматриваются несколько сценариев того, что случилось в эпоху до Большого взрыва и как эта эпоха перешла в нашу расширяющуюся Вселенную. Два из этих сценариев исходят из гипотезы о квантовом отскоке и известны как «космология квантовой петли» и «геометрогенезис». Два других – один принадлежит Роджеру Пенроузу, а другой – Полу Стейнхардту и Нейлу Туроку – описывают циклические сценарии, в которых вселенные умирают, давая жизнь новым вселенным. Пятый сценарий постулирует, что новые вселенные возникают, когда квантовые эффекты обращают вспять сингулярности черных дыр. Эти сценарии предлагают объяснения того, как могли быть выбраны законы природы, управляющие нашей Вселенной. Они также могут объяснить, каким образом изначальное состояние нашей Вселенной эволюционировало из вселенной предыдущей эпохи. Важно, что каждая такая гипотеза делает предсказания, проверяемые с помощью реальных, выполнимых наблюдений, которые смогут проверить ту или иную гипотезу, опровергнуть ее и выбрать правильную.

В течение XX столетия мы много узнали о «первых трех минутах» (по выражению Стивена Вайнберга) нашей расширяющейся Вселенной. В течение нынешнего века мы можем надеяться получить научные свидетельства о последних трех минутах предшествующей эры и узнать, каким образом физические процессы до Большого взрыва привели к рождению нашего мира.


Вселенная началась в состоянии чрезвычайно низкой энтропии

Алан Гут

Космолог, профессор физики Массачусетского технологического института, первый лауреат премии по фундаментальной физике Фонда Мильнера. Автор книги The Inflationary Universe («Инфляционная Вселенная»).

Это предположение восходит по меньшей мере к 1865 году, когда Рудольф Клаузиус ввел термин «энтропия» и заявил, что энтропия Вселенной стремится к максимуму. Эта идея теперь известна как второй закон термодинамики, который чаще всего формулируется так: энтропия изолированной системы всегда увеличивается или остается постоянной, но никогда не уменьшается. Изолированные системы эволюционируют к состоянию максимальной энтропии – состоянию термодинамического равновесия. Хотя энтропия и будет играть главную роль в нашем обсуждении, ей придется на этот раз смириться с довольно грубым определением: энтропия – это мера неупорядоченности физической системы. В квантовом описании системы ее энтропия определяется числом квантовых состояний, соответствующих одному и тому же макроскопическому – то есть состоянию, описываемому такими переменными, как температура, объем и плотность.

Классический пример – газ в закрытом резервуаре. Если принять, что все молекулы газа сначала находятся в одном углу резервуара, то можно представить, что произойдет потом. Молекулы газа равномерно заполнят весь резервуар, увеличив энтропию до максимума. Но в обратном направлении процесс пойти уже не сможет: если молекулы газа заполнили резервуар, то мы никогда не увидим, как они сами по себе вновь соберутся в одном из его углов.

Такое поведение кажется естественным, но плохо сочетается с нашим пониманием основополагающих законов физики. Из-за того что газ всегда стремится из состояния с меньшей энтропией к состоянию с большей, возникает огромное различие между прошлым и будущим. Это однонаправленное поведение материи в большом масштабе называется «стрела времени». Однако микроскопические законы, описывающие столкновения молекул, симметричны по отношению ко времени и не делают никаких различий между прошлым и будущим.

Можно прокрутить задом наперед любой фильм о столкновении, и всё равно картина столкновения останется достоверной. (Для некоторых очень редких событий, открытых учеными, занимающимися физикой элементарных частиц, такой фильм будет гарантированно правильным, только если он к тому же отражается в зеркале и каждая частица выглядит как соответствующая античастица.) Отсюда возникает важная проблема, которой уже больше ста лет: понять, каким образом стрела времени могла возникнуть из симметричных во времени законов эволюции.

Тайна стрелы времени заставляла физиков искать причины в рамках наблюдаемых законов физики – но безуспешно. Эти законы не делают различия между прошлым и будущим. Физики, однако, поняли, что система всегда будет стремиться перейти из состояния с низкой энтропией в состояние с более высокой просто потому, что состояний с более высокой энтропией много больше. Таким образом, сегодня энтропия выше, чем была вчера, потому что вчера Вселенная была в состоянии с более низкой энтропией. А еще днем раньше энтропия была еще ниже. Традиционное понимание этой модели позволяет отследить изменения энтропии до момента рождения Вселенной, а происхождение стрелы времени связывают с немного таинственными начальными условиями Вселенной, которые должны соответствовать состоянию минимальной энтропии. Как писал Брайан Грин в The Fabric of the Cosmos[10],

исходным источником порядка, низкой энтропии должен быть сам Большой взрыв… Яйцо разбивается скорее, чем восстанавливается, поскольку это продолжение стремления вперед к более высокой энтропии, которое было инициировано состоянием с экстраординарно низкой энтропией, с которого началась Вселенная.

Если развить идею, выдвинутую в 2004 году Шоном Кэрроллом и Дженнифер Чен, то возможно новое решение вековой проблемы стрелы времени. Эта работа, которую я веду вместе с Шоном Кэрроллом и Цэнем Чэньяо, пока находится в стадии предположений и еще не проверена научным сообществом. Но, кажется, она предлагает привлекательную альтернативу стандартной картине.

Согласно стандартной картине, начальные условия в момент рождения Вселенной должны отвечать состоянию с минимальной энтропией, поскольку иначе не будет никакой стрелы времени. (Никакого похожего предположения нельзя сделать о конечном состоянии, а стрела времени определяется асимметричностью состояний во времени.) Мы, напротив, доказываем, что стрелу времени можно объяснить, и не делая каких-то специальных предположений о начальных условиях, поэтому исчезает необходимость в гипотезе о том, что Вселенная началась в состоянии исключительно низкой энтропии. Самая привлекательная черта нашей идеи состоит в том, что больше не надо делать никаких предположений, которые нарушают временнýю симметрию известных физических законов.

В основе своей идея проста: мы на самом деле не знаем, конечна или бесконечна максимально возможная энтропия Вселенной, поэтому предположим, что она бесконечна. Далее, независимо от того, с какой степени энтропии началась Вселенная, эта энтропия в любом случае была низкой по сравнению с этим максимумом. И это всё, что нужно, чтобы доказать, почему с тех пор энтропия постоянно нарастает!

Метафора газа в резервуаре замещается газом без резервуара. В контексте того, что физики называют «рассуждением на пальцах» – то есть упрощенной модели, призванной проиллюстрировать какой-нибудь главный принцип и не претендующей на то, чтобы быть реалистичной во всем остальном, – мы можем представить себе выбор (произвольным и симметричным по времени образом) изначального состояния газа, состоящего из некоего конечного количества невзаимодействующих частиц. Здесь важно, что любое правильно определенное состояние должно иметь конечную величину энтропии и конечное расстояние максимального удаления любой частицы от начала нашей системы координат. Если проследить развитие этой системы в будущее, частицы в течение какого-то конечного времени могут двигаться внутрь или наружу, но в конечном счете движущиеся внутрь частицы минуют центральную зону и начнут двигаться вовне. В конечном счете все частицы будут двигаться наружу, и газ продолжит бесконечно расширяться в бесконечное пространство с бесконечно растущей энтропией. Стрела времени – постоянный рост энтропии во времени – получена без помощи каких-либо асимметричных по времени допущений.

Интересная особенность получающейся в этом случае картины заключается в том, что у Вселенной не должно быть начала, и с того места, где мы начали, она может быть продолжена в обоих направлениях времени. Поскольку законы эволюции и изначальное состояние временно-симметричны, прошлое будет статистически эквивалентно будущему. Наблюдатели в глубоком прошлом будут видеть стрелу времени в противоположном направлении от нашего, но их опыт ничем не будет отличаться от нашего.


Энтропия

Брюс Паркер

Океанограф, приглашенный профессор Центра морских систем Технологического института Стивенса. Автор книги The Power of the Sea: Tsunamis, Storm Surges, Rogue Waves, and Our Quest to Predict Disasters («Сила моря: цунами, штормовые приливы, волны-убийцы и поиски способа предсказывать катастрофы»).

Неужели у кого-то в самом деле хватит смелости отправить в отставку идею энтропии? Я не верю, что мы отбрасываем старые идеи до того, как появляются новые. Старые идеи уходят или модифицируются только после того, как разработаны новые, лучшие; они никогда не уходят на покой сами по себе. Так что нет, мы не должны отправлять идею энтропии в отставку, но, возможно, нам следует придавать этой идее чуть меньше значения и признать парадокс, который она создает.

Энтропия, мера беспорядка системы, занимает величественное место в физике – это часть закона, а не просто какая-нибудь теория. Второй закон термодинамики гласит, что в любой замкнутой системе энтропия со временем всегда возрастает. Если не будет проделана какая-то работа для предотвращения этого, то замкнутая система в конечном счете достигнет максимума энтропии и выравнивания температуры. Макс Планк считал, что энтропия (вместе с энергией) является важнейшим свойством физических систем. В книге The Nature of the Physical World («Природа физического мира», 1927) сэр Артур Эддингтон писал:

Я думаю, что закон, согласно которому энтропия всегда увеличивается – второй закон термодинамики, – верховенствует среди законов природы.

Должен признать, что, будучи молодым студентом-физиком в колледже, я не разделял этого энтузиазма (и я был не единственным студентом, которого эта фраза не впечатляла). Второй закон казался гораздо менее важным по сравнению с первым законом термодинамики, законом сохранения энергии: энергия может менять формы, но она всегда сохраняется. У первого закона были прекрасные дифференциальные уравнения в частных производных (как у всех уравнений сохранения в физике), чьи решения точно описывали и предсказывали так много в мироздании и в буквальном смысле изменили нашу жизнь. Второй закон не был уравнением сохранения, и у него не было прекрасных дифференциальных уравнений в частных производных. Он даже не был равенством. Разве идея энтропии и второй закон оказали большое воздействие на науку и технику или изменили мир?

Второй закон был статистическим законом, изначально он представлял собой обобщение заключений, сделанных при наблюдении за движением молекул или частиц. Будучи студентами, мы могли легко понять классический пример того, как горячие (быстро движущиеся) молекулы в одном конце закрытого сосуда смешивались с холодными (медленно движущимися) молекулами в другом конце и почему они не могли снова разделиться, когда уже были вместе и имели одну температуру. Мы понимали, почему это необратимо. И мы понимали концепцию стрелы времени. Конечно, математика первого закона (и другие уравнения сохранения в физике) работали в обоих направлениях времени, но, имея изначальные условия и граничные условия, мы всегда знали, в каком направлении идет движение. Нам не казалось, что тут нужен еще один закон. На самом деле второй закон (применяемый сейчас к любым ситуациям) казался скорее предположением, чем законом. Особенно когда он применялся ко всей Вселенной, которую мы так мало понимаем.

Что касается Вселенной (а она может быть и больше той Вселенной, которую мы сейчас можем наблюдать), то первый закон говорит нам, что вся энергия в ней будет сохранена, хотя, возможно, и преобразована в разные формы. Но второй закон гласит, что в какое-то время в будущем трансформации энергии станут невозможны. Вселенная достигнет некоего состояния максимальной энтропии и равенства температуры повсюду. Второй закон, по сути дела, утверждает, что у Вселенной должны быть начало и конец. Это очень трудно принять. Вселенная должна быть вечной, потому что если у нее было начало, то что было до этого начала? Что-то не может возникнуть из ничего (под «ничего» я имею в виду полное отсутствие чего бы то ни было – даже таких вещей, о которых мы еще не знаем).

Нынешняя теория Большого взрыва предполагает, что у Вселенной так или иначе было начало и что вселенная в своем нынешнем виде расширяется из сингулярности. Но мы не знаем, что было прежде этого, и поэтому, чтобы объяснить вечную Вселенную, выдвигаются ее циклические модели. Если принять такую модель – энтропия очень высока в конце нашей Вселенной и была очень низкой в ее начале, – то какой процесс мог бы перезапускать энтропию, снова возвращая ее низкое значение? Если брать цикличную Вселенную, то не должна ли энтропия каким-то образом сохраняться? Не может ли существовать какой-то тип сохранения энергии, который не требует работы (в классическом смысле)? Не может ли Вселенная быть единственным и единственно возможным вечным двигателем (то есть явлением, которое запрещено вторым законом)? Если бытие бесконечно во времени, то, пожалуй, да.

И в других отношениях вся эта идея энтропии всегда казалась неправильной или неуместной. Мы говорим, что Вселенная движется от порядка к беспорядку. Но этот предполагаемый порядок сводится к тому, что всё вещество Вселенной было сжато в очень маленький объем, в сингулярность, а когда Вселенная расширяется, то становится меньше порядка, потому что расстояние между частицами увеличивается. Однако при этом все время создается порядок.

Величайшим результатом нашей расширяющейся и развивающейся Вселенной является ее постоянно растущая сложность. Сначала благодаря гравитации возникают объекты с плотностью, сильно отличающейся от средней, – звезды; затем сложность увеличивается из-за синтеза тяжелых химических элементов во время взрывов сверхновых звезд; затем – в ходе химической эволюции, а потом – и в ходе эволюции биологической, которой движет естественный отбор и которую венчает невероятная сложность нашего мозга.

Сложность – это синоним низкой энтропии. В расширяющейся Вселенной есть бесчисленное множество маленьких (по сравнению с размером самой вселенной)«карманов» исключительно низкой энтропии, окруженных обширными зонами более высокой энтропии (многие из которых появились именно в результате создания этих «карманов»). Берутся ли в расчет более высокие порядки сложности (и, соответственно, более низкие порядки энтропии) при попытках сбалансировать энтропию Вселенной? Многие сегодняшние научные работы по космологии пытаются суммировать всю энтропию Вселенной с помощью формул, которые, видимо, слишком просты для того, чтобы учесть все доселе неведомые физические процессы, происходящие в нашей странной Вселенной.

Мы не можем отправить энтропию в отставку, но, может быть, нам стоит переосмыслить ее?


Единообразие и уникальность Вселенной

Андрей Линде

Физик-теоретик, Стэнфордский университет; автор хаотической теории инфляции, первый лауреат премии по фундаментальной физике Фонда Мильнера в 2012 году.

В течение почти всего XX века в научной мысли доминировала идея единообразия Вселенной и универсальности законов физики. И действительно, космологические наблюдения показывали, что в самых больших возможных масштабах Вселенная почти полностью единообразна с погрешностью меньше чем 1 к 10000.

Подобная же ситуация складывается и в отношении универсальности законов физики. Например, мы знали, что масса электрона одинакова в любой наблюдаемой части Вселенной, так что с очевидностью предполагалось, что он везде имеет одинаковую величину – что это природная константа. В течение долгого времени одной из величайших целей физики было найти единую теорию – Теорию Всего, – которая объединила бы все фундаментальные взаимодействия и дала бы о однозначное объяснение всем известным параметрам физики частиц.

Примерно тридцать лет назад появилось возможное объяснение единообразия Вселенной. Главная идея заключалась в том, что наша часть мироздания возникла в результате экспоненциально быстрого растяжения пространства, названного космической инфляцией. По мере того как все «морщины» и неоднородности пространства растянулись и исчезли, Вселенная стала невероятно гладкой. Добавьте некоторые квантовые флюктуации, растяните их – и вот уже единообразие стало чуть менее полным: появились галактики.

Сначала инфляционная теория выглядела как экзотический плод живого воображения. Но, благодаря вдохновенной работе тысяч ученых, различные ее прогнозы были подтверждены наблюдениями, сделанными космическими аппаратами COBE, WMAP, Planck и, совсем недавно, лабораторией BICEP2. Если, как я думаю, теория правильна, то мы наконец получили объяснение того, почему мир столь единообразен.

Но инфляция не предсказывает, что это единообразие должно простираться дальше наблюдаемой части вселенной. Приведу аналогию: предположим, что вселенная – это поверхность большого футбольного мяча, состоящая из черных и белых шестигранников. Если мы накачиваем мяч, то размер каждой белой или черной части экспоненциально растет. Если инфляция достаточно сильна, то те, кто живет в черной части вселенной, никогда не увидят белую часть. Они будут думать, что вся вселенная черная, и постараются научно объяснить, почему она не может быть никакого другого цвета. Те, кто живет в белой вселенной, никогда не увидят черные части и поэтому будут думать, что весь мир должен быть белым. Но белые и черные части могут сосуществовать в инфляционной вселенной без противоречащих друг другу наблюдений.

В отличие от аналогии с черным/белым, в физике количество разных «цветов» – то есть разных состояний материи – может экспоненциально расти. Наилучшим нынешним кандидатом на роль Теории Всего является теория струн, которая может быть успешно сформулирована в пространстве-времени с десятью измерениями (девятью измерениями пространства и одного – времени). Но мы живем во Вселенной с тремя измерениями пространства. А где же шесть остальных? Дело в том, что они компактифицированы – сжаты до такой степени, что мы не можем двигаться в этих измерениях, – и поэтому мир представляется нам трехмерным.

Еще на начальной стадии разработки теории струн физики знали, что есть экспоненциально много разных путей для компактификации дополнительных шести измерений, но мы не знали, что удерживает компактифицированные измерения от расширения. Эта проблема была решена примерно десять лет назад, и решение подтвердило прежнее ожидание экспоненциально большого количества возможностей. По некоторым оценкам, их 10500. И каждая из этих опций описывает часть Вселенной с разной энергией вакуума и с разными типами материи. В контексте инфляционной теории это означает, что мир может состоять из 10500 громадных вселенных с различными типами материи.

Пессимист скажет, что, поскольку мы не видим других частей Вселенной, то не можем доказать, что эта картина является правильной. Оптимист возразит, что это нельзя и опровергнуть, потому что главное предположение теории состоит в том, что другие вселенные находятся очень далеко от нас. А поскольку мы знаем, что лучшая из нынешних теорий допускает существование 10500 разных вселенных, то всякий, кто доказывает, что у Вселенной повсюду должны быть одни и те же свойства, должен доказать, что возможно существование лишь одной из этих 10500 вселенных.

Есть кое-что еще: в нашем мире много странных совпадений. Масса электрона в 2000 раз меньше массы протона. Почему? Единственная «причина» состоит в том, что, будь это хоть немножко иначе, и жизнь, какой мы ее знаем, была бы невозможной. А массы протона и нейтрона почти совпадают. Если бы массы каждого хоть немного отличались, то жизнь, какой мы ее знаем, была бы невозможной. Энергия пустого пространства в нашей части Вселенной хотя и не равна нулю, но ничтожно мала – она более чем на 100 порядков меньше естественных теоретических оценок. Почему? Единственное объяснение заключается в том, что мы не могли бы жить в мире с большей энергией вакуума.

Корреляция между нашими свойствами и свойствами мироздания называется антропным принципом. Но если бы Вселенная существовала только в одном экземпляре, эта корреляция не объяснила бы почему. Нам бы пришлось предполагать некий божественный промысел, сделавший Вселенную пригодной для человека. А вот с Мультивселенной, состоящей из многих разных частей с разными свойствами, корреляция между нашими свойствами и свойствами той части мира, в которой мы живем, вполне имеет смысл.

Можем ли мы вернуться к старой картине единственной Вселенной? Возможно. Но для этого мы должны (1) придумать лучшую космологическую теорию, (2) придумать лучшую теорию фундаментальных взаимодействий и (3) предложить альтернативное объяснение упомянутых выше поразительных совпадений.


Бесконечность

Макс Тегмарк

Физик, космолог, Массачусетский технологический институт; научный директор Foundational Questions Institute (Института фундаментальных вопросов). Автор книги Our Mathematical Universe[11].

Бесконечность соблазнила меня еще в юности. Диагональное доказательство Георга Кантора о том, что некоторые бесконечности больше других, очаровало меня, а его бесконечная иерархия бесконечностей взорвала мой ум. Предположение о том, что в природе существует нечто действительно бесконечное, лежало в основе каждого курса физики, которые я читал в МТИ, – и лежит в основе всей современной физики. Но это непроверенное предположение, которое уклоняется от вопроса: а так ли это на самом деле?

Фактически есть два отдельных предположения: «бесконечно большое» и «бесконечно малое». Под бесконечно большим я имею в виду, что пространство может иметь бесконечный объем, что время может длиться вечно и что может существовать бесконечно много физических объектов. Под бесконечно малым я понимаю континуум – идею о том, что даже литр пространства содержит бесконечное количество точек, что пространство может бесконечно растягиваться без какого-то ущерба и что в природе есть количества, которые могут постоянно меняться. Эти два предположения тесно связаны между собой, поскольку инфляция, самое популярное объяснение Большого взрыва, может создавать бесконечный объем, бесконечно растягивая пространство.

Инфляционная теория имела поразительный успех и стала главным претендентом на Нобелевскую премию. Она объясняет, как субатомная частица материи трансформировалась в массивный Большой взрыв, создав громадную, однородную, единообразную вселенную с мелкими флюктуациями плотности, которые со временем выросли в сегодняшние галактики и крупномасштабную космическую структуру, – и всё это прекрасно согласуется с точными экспериментальными измерениями, полученными с помощью таких приборов, как Planck и BICEP2. Но, предсказав, что пространство не просто большое, а действительно бесконечное, инфляция породила так называемую проблему измерения, которую я рассматриваю как величайший кризис, стоящий перед современной физикой. Физика должна предсказывать будущее из прошлого, но инфляция, похоже, саботирует это дело. Когда мы пытаемся предсказать вероятность того, что случится что-то определенное, инфляция всегда дает один и тот же бесполезный ответ: бесконечность, деленная на бесконечность. Проблема в том, что, какой бы эксперимент вы ни проводили, инфляция предсказывает, что где-то далеко в нашем бесконечном пространстве существует множество ваших копий, которые получат все физически возможные результаты. И несмотря на многолетние споры и зубовный скрежет в космологическом сообществе, оно так и не пришло к консенсусу по поводу того, как добыть из этих бесконечностей разумные ответы. Так что, строго говоря, мы, физики, больше вообще ничего не можем предсказать!

Это означает, что даже лучшие сегодняшние теории нужно хорошенько встряхнуть, чтобы отправить на покой некоторое некорректное предположение. Которое? Вот мой главный подозреваемый: ∞.

Резиновую ленту нельзя растягивать до бесконечности, потому что, хотя она и кажется такой мягкой и податливой, это всего лишь удобное приближение. На самом деле она сделана из атомов, и, если ее слишком растянуть, она лопнет. Если мы сходным образом избавимся от идеи, что само пространство – это бесконечно растягиваемый континуум, то с треском лопнет и способность инфляции создавать бесконечно большое пространство, и проблема измерения уйдет. Без бесконечно малого инфляция не может порождать и бесконечно большого, так что вы разом избавляетесь от обеих бесконечностей – а с ними и от многих других проблем, изнуряющих современную физику, таких как бесконечная плотность сингулярностей черных дыр, а также бесконечности, которые возникают, когда мы пытаемся квантовать гравитацию.

В прошлом многие почтенные математики скептически относились к бесконечности и континууму. Легендарный Карл Фридрих Гаусс вообще отрицал, что нечто бесконечное действительно существует, и говорил: «Бесконечность – это просто фигура речи» и «Я возражаю против использования бесконечной величины как чего-то завершенного, что недопустимо в математике». Однако за последнее столетие идея бесконечности стала доминировать в математике, и большинство математиков и физиков настолько очарованы бесконечностью, что редко ставят под вопрос эту идею. Почему? В основном потому, что бесконечность – это исключительно удобное приближение, для которого мы не нашли столь же удобных альтернатив.

Подумайте, например, о воздухе, окружающем вас. Отслеживать положение и скорость октиллионов атомов, из которых он состоит, было бы безнадежно сложно. Но если вы проигнорируете тот факт, что воздух сделан из атомов, и вместо этого приближенно представите его в виде континуума – однородного вещества, в каждой точке имеющего определенную плотность, давление и скорость, – то обнаружите, что этот идеальный воздух подчиняется прекрасному в своей простоте уравнению, объясняющему почти всё, что нас интересует: как строить самолеты, как услышать летящий самолет с помощью звуковых волн, как делать прогнозы погоды и так далее. Однако, несмотря на все эти удобства, воздух, конечно, не непрерывен. Думаю, это относится и к пространству, ко времени и ко всем другим строительным блокам нашего физического мира.

Будем откровенны: несмотря на всю соблазнительность идеи, у нас нет прямого наблюдаемого свидетельства существования ни бесконечно большого, ни бесконечно малого. Мы говорим о бесконечных пространствах с бесконечным множеством планет, но наша наблюдаемая вселенная содержит всего около 1089 объектов (в основном фотонов). Если пространство является настоящим континуумом, то для описания даже такой простой вещи, как расстояние между двумя точками, потребуется бесконечный объем информации, выраженный числом с бесконечным числом десятичных дробных разрядов. На самом деле нам, физикам, никогда не удавалось что-либо измерить дальше семнадцати десятичных разрядов. Однако действительные числа с их бесконечным множеством дробей заполонили почти все закоулки физики – от силы электромагнитных полей до волновых функций квантовой механики. Даже для описания одного бита квантовой информации (кубита) мы используем два действительных числа с бесконечным количеством значащих цифр.

Нам не только не хватает доказательств существования бесконечности – она нам и не нужна для того, чтобы заниматься физикой. Наши лучшие компьютерные модели, описывающие всё – от формирования галактик до завтрашней погоды и массы элементарных частиц, – используют лишь конечные компьютерные ресурсы и исходят из того, что все явления конечны. И уж если мы можем обойтись без бесконечности, чтобы выяснить, что случится дальше, то природа и подавно – причем сделает это гораздо более глубоким и элегантным образом, чем мы со всеми своими ухищрениями с компьютерным моделированием. Перед нами как физиками стоит задача открыть этот элегантный путь и описывающие его свободные от бесконечности уравнения – подлинные законы физики. Чтобы по-настоящему взяться за этот поиск, нам надо поставить под вопрос бесконечность. Держу пари, что нам придется вообще избавиться от нее.


Законы физики предопределены

Лоуренс Краусс

Физик, космолог. Директор проекта Origins в Университете штата Аризона. Автор книги A Universe from Nothing: Why There Is Something Rather than Nothing[12].

Эйнштейн однажды сказал: «Что меня действительно интересует, так это был ли у Бога выбор при создании Вселенной». Конечно, под «Богом» Эйнштейн не имел в виду Бога. Он задался вопросом, не дающим покоя большинству ученых, которые, как и я, пытаются раскрыть фундаментальные законы, управляющие космосом в самых его основах: существует ли лишь единственный набор не противоречащих друг другу физических законов? Если мы изменим одну фундаментальную константу, один закон силы, то не рухнет ли все здание?

Большинство ученых моего поколения, как и Эйнштейн до нас, в неявном виде исходили из того, что ответ на эти вопросы – «да». Мы хотели найти Единую Истинную Теорию, математическую формулу, объясняющую, почему именно в природе обязаны действовать четыре силы, почему протон в 2000 раз тяжелее электрона и так далее. На недавней памяти эти усилия достигли своего пика в 1980-е годы, когда теоретики струн доказывали, что они нашли Теорию Всего – что, используя постулаты теории струн, можно перейти к единой физической теории, которая на фундаментальном уровне однозначно и окончательно объяснит все, что мы видим.

Нет нужды говорить, что это великое открытие пришлось пока отложить, поскольку теория струн не смогла – во всяком случае, до сих пор – сдержать свои щедрые обещания. Однако по ходу дела, отчасти благодаря тому, что теория струн не оказалась успешной, мы допустили альтернативную возможность: законы природы, которые мы измеряем, могут быть совершенно случайными, действовать лишь локально в нашей окружающей среде (а именно в нашей Вселенной), не быть жестко предписанными неким универсальным принципом и ни в коем случае не быть типичными или обязательными.

Теория струн, например, предполагает наличие целой группы возможных новых измерений. Чтобы это предположение сочеталось с нашей наблюдаемой четырехмерной Вселенной, теория требует, чтобы эти другие измерения были невидимыми, скрученными до столь мелкого масштаба, что мы даже не можем проверить их наличие. Или же теория требует, чтобы все известные силы и частицы были ограничены четырехмерной браной. Похоже, есть очень много разных способов скрыть дополнительные измерения, и каждый такой способ создает новую четырехмерную Вселенную, в которой действуют другие законы. Кроме того, выясняется, что и сами четыре измерения не универсальны; возможно, существуют двухмерные или шестимерные вселенные.

Но не обязательно подниматься до таких высот спекуляции, чтобы прийти к допустимому выводу о том, что законы нашей Вселенной возникли вместе с самой Вселенной. Инфляционная теория – на сегодняшний день лучшая из теорий, объясняющих, как наша Вселенная обрела те свойства на макроуровне, которые поддаются измерению, – предполагает, что на самых ранних стадиях имел место период безудержного расширения. В разных местах и, возможно, в разное время маленькие области перестанут «надуваться» по мере того, как в этих областях будет происходить космический фазовый переход, меняющий стабильную конфигурацию частиц и полей. Но в этой картине бóльшая часть, если хотите, «метавселенной» всё равно расширяется, а каждая область, каждая вселенная, которая исключается из процесса инфляции, может прийти в другое состояние с другими законами – точно как кристаллы льда на стекле формируются в разных направлениях.

Всё это основательно заставляет предположить, что нет ничего фундаментального в тех «фундаментальных» законах, которые поддаются измерению в нашей Вселенной. Они могут быть просто случайными. В этом смысле физика становится наукой об окружающей среде.

Сейчас многие ухватились за эту мысль, чтобы предположить, что мы можем понять наши законы, поскольку они выбраны исходя из антропного принципа – то есть если бы они были другими, то в нашей Вселенной жизнь не смогла бы развиться. Однако в этой теории слишком много проблем – и не в последнюю очередь потому, что мы не знаем, какие существуют иные возможности, и не знаем, могли бы в результате изменения некоторых или множества фундаментальных параметров появиться пригодные для жизни и обитаемые вселенные. Мы также представления не имеем, являем ли мы собой типичную форму жизни. Бóльшая часть жизни, которая развивается или разовьется в нашей Вселенной, может быть совсем другой.

Акцент на антропном принципе ошибочен с любой точки зрения. Важно, чтобы мы стремились избавиться от идеи о том, что законы физики в нашей Вселенной отражают некий основополагающий порядок, что эти законы каким-то образом предопределены принципами красоты и симметрии. Здесь нет ничего нового. Было недальновидно предполагать, что жизнь на нашей планете была предопределена. Сегодня мы понимаем, что историей жизни, которая привела к нашему существованию, управляли случайности естественного отбора и травмы, причиненные окружающей средой. Столь же недальновидно было бы предполагать, что мы представляем собой некую вершину эволюции – что все дороги ведут к нам, а сами мы не ведем к будущему, в котором появится нечто совершенно иное.

Наконец, недальновидно предполагать, что вселенная, в которой мы сейчас живем, всегда будет такой же. Не будет. Некоторые из моих коллег утверждают, что в далеком будущем все галактики, которые мы сейчас наблюдаем, исчезнут. Но всё может быть и гораздо хуже. Недальновидно предполагать, что наши законы универсальны во времени и пространстве даже в нашей Вселенной. Имеющиеся сейчас данные о частице Хиггса дают основания предполагать, что наша Вселенная еще может претерпеть космический фазовый переход, а это изменит стабильные силы и частицы, и тогда мы и всё, что мы видим, может исчезнуть.

Мы уже приняли идею о том, что жизнь не предопределена. Теперь надо избавиться от странной идеи о том, что законы физики предопределены. Космические случайности повсеместны, и возможно, что вся наша Вселенная – это всего лишь случайность.


Теория чего угодно

Пол Стейнхардт

Профессор факультетов физики и астрофизики Принстонского университета. Соавтор (с Нейлом Туроком) книги Endless Universe: Beyond the Big Bang («Бесконечная Вселенная: по ту сторону Большого взрыва»).

В фундаментальной физике и космологии распространена идея, которой явно пора в отставку, – идея о том, что мы живем в Мультивселенной, где законы физики и свойства космоса случайным образом меняются от одного ее лоскута к другому. Согласно такому взгляду, законы и свойства в рамках нашей наблюдаемой Вселенной нельзя объяснить или предсказать, поскольку они появились случайно. Согласно этой картине, различные регионы пространства, слишком далекие, чтобы мы когда-либо смогли их наблюдать, имеют разные законы и разные свойства. В масштабах всей Мультивселенной существует бесконечное множество отдельных лоскутов. Среди этих лоскутов, по выражению Алана Гута, «что бы ни могло случиться, случится; на самом деле, это случится бесконечное количество раз»[13].

Соответственно, я называю эту идею Теорией Чего Угодно.

Любое наблюдение или комбинация наблюдений сочетаются с Теорией Чего Угодно. Никакое наблюдение или комбинация наблюдений не могут ее опровергнуть. Сторонники этой теории радуются тому факту, что она неопровержима. Остальное научное сообщество должно бы с оружием в руках противостоять этому утверждению, потому что неопровержимые идеи лежат за пределами обычной науки. Однако, за исключением нескольких критических голосов, имеет место удивительное общее согласие (пусть и с некоторыми ворчливыми оговорками) в том, что Теория Чего Угодно логически возможна. В научных журналах полно статей, которые обсуждают Теорию Чего Угодно вполне серьезно. Так что же происходит?

Может быть, в ходе экспериментов обнаружилось, что наблюдаемая Вселенная и ее фундаментальные законы слишком сложны, чтобы их могла объяснить наука? Ничего подобного, всё как раз наоборот: на макроскопическом уровне последние измерения показывают, что наблюдаемая Вселенная удивительно проста, описывается очень немногими параметрами, повсеместно подчиняется одним и тем же физическим законам и во всех направлениях демонстрирует удивительно единообразную структуру. На микроскопическом уровне Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе обнаружил существование бозона Хиггса, что теоретики предсказывали еще без малого пятьдесят лет назад, исходя из обоснованных научных аргументов.

Простой результат предполагает и простое объяснение того, почему именно так и должно быть. Тогда зачем нужна Теория Чего Угодно, которая допускает любые возможности, в том числе и сложные? Мотив кроется в том, что провалились две излюбленные теоретические идеи – инфляционная космология и теория струн. От обеих этих идей ожидали уникальных результатов. Инфляционная космология была изобретена, чтобы трансформировать весь космос в плоскую Вселенную с масштабно-инвариантным распределением горячих и холодных участков – какой мы ее и наблюдаем. От теории струн ожидалось, что она объяснит, почему элементарные частицы могут иметь именно такие массу и силу, которые они имеют. После тридцати с лишним лет разработки этих идей теоретики обнаружили, что они неспособны достичь ожидаемых амбициозных результатов. Инфляция, однажды начавшись, продолжается вечно и производит Мультивселенную, состоящую из «карманов», свойства которых различаются по любым мыслимым возможностям – плоские и неплоские, гладкие и негладкие, масштабно-инвариантные и не масштабно-инвариантные и так далее. Точно так же возможен и континуум других состояний.

В теории струн произошло подобное же взрывное расширение числа возможностей из-за попыток объяснить открытое в 1998 году ускоренное расширение Вселенной. Считается, что это ускорение связано с положительной энергией вакуума – энергией, заключенной в пустом пространстве. Вместо того чтобы предсказывать свойства уникального вакуумного состояния Вселенной и населяющих его частиц и полей, теория струн в ее сегодняшнем понимании говорит, что существует сложный ландшафт вакуумных состояний, соответствующих экспоненциально разным видам частиц и разным физическим законам. Число способов устроить пустое пространство столь велико, что, как нам заявляют, наверняка удастся обеспечить нужное значение пространственной плотности энергии и правильные виды частиц и полей. Смешайте инфляцию и теорию струн – и непредсказуемость еще возрастет. Теперь уже может случиться любая комбинация макрофизических и микрофизических возможностей.

Я подозреваю, что эти теории не получили бы признания, которым они пользуются сегодня, если бы названные мной проблемы широко обсуждались уже в момент появления этих теорий. Исторически, если какая-либо теория не достигала своих целей, ее улучшали или с ней расставались. В данном случае, однако, приверженность этим теориям стала так сильна, что некоторые известные их сторонники вполне всерьез предлагают вообще поменять правила игры. Они говорят, что мы должны быть готовы к тому, чтобы отказаться от старомодной идеи о том, что научные идеи должны давать четко определенные предсказания, и признать, что Теория Чего Угодно – это наилучшее из всего, чего только можно достичь.

Подведем итог. Наука полезна, пока и поскольку она объясняет и предсказывает, почему дело обстоит именно так, а не иначе. Ценность научной теории измеряется количеством бескомпромиссных, критических экспериментов, которые она выдерживает. Теория Чего Угодно бесполезна, потому что она не исключает ни одну возможность и не имеет никакой ценности, поскольку ее нельзя подвергнуть бескомпромиссным экспериментальным проверкам. (Во многих работах обсуждаются потенциально наблюдаемые последствия, но это лишь возможности, а не определенности, так что Теория ничем не рискует.)

Приоритетная задача теоретиков сегодня – определить, можно ли спасти инфляцию и теорию струн от сползания в Теорию Чего Угодно, и если нет – то искать новые идеи им на смену. Поскольку неопровержимая Теория Чего Угодно недобросовестно конкурирует с подлинно научными теориями, то лидеры научного сообщества могут сыграть важную роль, возвысив свой голос, дав ясно понять, что Теория Чего Угодно неприемлема, и тем самым вдохновить талантливых молодых ученых на новые поиски. Чем раньше мы отправим в отставку Теорию Чего Угодно, тем скорее теоретическая физика сможет двигаться дальше.


М-Теория / Теория струн – это оптимальный вариант

Эрик Вайнштейн

Математик и экономист, управляющий директор инвестиционной компании Thiel Capital.

Если взглянуть на науку с точки зрения экономиста, приходишь к выводу, что первым кандидатом на вылет будет та научная теория, к которой будет больше всего претензий на рынке идей. Поэтому недостаточно искать просто неправильные идеи; вместо этого мы должны искать проблемные научные идеи, которые препятствуют прогрессу, возбуждая чрезмерные, почти религиозные страсти и то, что биологи вежливо именуют «межвидовой интерференционной конкуренцией». И здесь трудно найти более подходящего кандидата, чем интеллектуальный пузырь, возникший вокруг поисков состоятельной Физической Теории Всего, которая интерпретируется таким образом, словно это синоним квантовой гравитации. И если природа пыталась тактично дать нам понять, что, прежде чем квантовать гравитацию, надо выполнить еще кое-какую работу, она не могла подать более ясный сигнал, чем отвергнутые нобелевские притязания двух поколений блестящих наследников Нильса Бора.

Напомним: современная физика покоится на табуретке с тремя геометрически расположенными ножками, которые каждую по отдельности лично выточили из классической геометрии Альберт Эйнштейн, Джеймс Клерк Максвелл и Поль Дирак. Две ножки, сделанные последними, можно вместе модернизировать в квантовую теорию силы и материи, известную как Стандартная модель, а вот ножка работы Эйнштейна упорно сопротивляется любым попыткам модернизации, что делает весь этот полуквантовый табурет валким и не слишком полезным. Именно поэтому дети Бора сочли необходимым любой ценой обратить детей Эйнштейна в квантовую религию, чтобы табуретка не шаталась.

Однако, справедливости ради, надо признать, что самые шумные из энтузиастов, настаивающих, что Эйнштейна надо заставить склониться перед Бором, выдвигают вполне резонный довод. Несгибаемые «квантовые» радикалы заявляют, что, несмотря на беспрецедентную историю своих провалов, теория струн (которую сейчас переименовали в М-теорию, где буква М может в разных обстоятельствах означать слова «матрица», «мембрана», «мать» или «магия») остается единственным выбором: фундаментальная физика настолько закостенела, что никто не может предложить альтернативную (и при этом правдоподобную) объединяющую теорию. И если мы хотим разоблачить эти домыслы, то должны предпринять добросовестные усилия, чтобы ответить на вызов выдвижением интересных альтернатив. В противном случае мы останемся вообще ни с чем.

Причина, по которой я верю, что есть более правильный путь к истине, заключается в том, что – в силу неверно понимаемой лояльности к нашему любимому Эйнштейну – мы питаем излишний пиетет к точной формулировке общей теории относительности. Например, если мы, прежде чем заниматься какими-то улучшениями нашей табуретки, вглядимся в кривизну и взаимное расположение трех ее ножек, то увидим нечто поразительное: еще до того, как было введено понятие кванта, они уже были в некоторой степени несовместимы между собой на уровне классической геометрии. Ножка работы Эйнштейна кажется самой прочной (и при этом наиболее экономно сделанной); она явно отражает внимание к функциональности, которое мы находим в школе «внутренней геометрии», основанной немцем Бернхардом Риманом. Ножки Максвелла и Дирака в определенном смысле более декоративны, они пользуются свободой формы – этим raison d’être более эксцентричной школы «дополнительной геометрии», у истоков которой стоял эльзасец Шарль Эресманн.

Это естественным образом наводит нас на совсем другой вопрос: а что, если квантовая несовместимость существующих теорий с точки зрения унификации – это некий ложный след, тогда как на самом деле имеет место скорее конфликт между геометриями математиков Эресманна и Римана, нежели несовместимость между физикой Эйнштейна и физикой Бора? Хуже того: возможно, ни одна из основополагающих теорий не готова к тому, чтобы подвергнуться квантованию. Что, если все три теории несколько недоработаны на геометрическом уровне, и кванты придут только тогда, когда обе геометрические теории будут отправлены в отставку и заменены унифицированной геометрией?

Если ответ на этот вопрос существует, то нельзя ожидать, что им станет некая универсальная геометрическая теория – ведь все три существующие теории в каком-то смысле являются самыми простыми из всего возможного в своих областях. Вместо этого подобный унифицированный подход может включать в себя новый математический инструментарий, сочетающий элементы двух главных геометрических школ и релевантный для физики только в том случае, если удастся показать, что наблюдаемый мир можно отнести к весьма специальному подтипу. По счастью, с обнаружением массы нейтрино, ненулевой темной энергии и темной материи знакомый нам мир все больше начинает походить на особый класс, который может быть описан подобной гибридной теорией.

Я мог бы и дальше развивать эту мысль, но это не единственный интересный путь для размышлений. Хотя к главной вершине может привести в конечном счете лишь одна единая теория, есть несколько интеллектуальных пиков, на которые можно взобраться только по одному склону. Мы должны вернуть физику в естественное состояние индивидуализма, чтобы независимые исследователи не боялись больших научных сообществ, которые, в погоне за ресурсами и интеллектуальным пулом, выталкивают ученых-одиночек, разрабатывающих действительно новые интересные идеи в новых направлениях. К сожалению, трудно с полной ответственностью поощрять теоретиков (большинство из которых не являются финансово независимыми) разрабатывать по-настоящему интересные теории в сообществе, которое сейчас применяет неоправданно жесткие стандарты к новым программам и новым идеям – и в то же время позволяет, чтобы буква «М» в термине «М-теория» с каждым годом всё больше означала слова «мешанина «и mañana[14].

Убежденные «струнные» теоретики могут с искоркой в глазах в шутку кричать своим молодым конкурентам: «Предсказания!», «Опровергаемость!» или «Экспертная оценка!» Однако потенциально конкурентные исследовательские программы «молодой отрасли», как говорится, гибнут не в шутку, а всерьез. Зная историю научной исключительности, окружавшую исследования квантовой гравитации, трудно считать желательным или необходимым однозначный отказ от М-теории, поскольку в ней содержится много замечательных идей. Мы просто должны настоять на том, чтобы те подпорки, которые традиционно предоставляют новичкам, чтобы добавить энергии научному сообществу, передали новым кандидатам, отобрав эти подпорки у тех, кто монополизировал их на целые десятилетия. И потом мы можем спокойно ждать, как сложится судьба «единственного выбора», когда он лишится роскоши особого заступничества влиятельных сторонников, и сможет ли он устоять, найдя вместо этого поддержку у самой Природы.


Теория струн

Фрэнк Типлер

Профессор математической физики Тулейнского университета. Соавтор (с Джоном Бэрроу) книги The Anthropic Cosmological Principle («Антропный космологический принцип»). Автор книги The Physics of Immortality («Физика бессмертия»).

В своей «Научной автобиографии» Макс Планк вспоминает, как он не мог убедить химика Вильгельма Оствальда в том, что второй закон термодинамики не выводится из первого закона термодинамики:

При этом я смог установить один, по моему мнению, замечательный факт. Обычно новые научные истины побеждают не так, что их противников убеждают и они признают свою неправоту, а большей частью так, что противники эти постепенно вымирают, а подрастающее поколение усваивает истину сразу[15].

Планк также писал о своем конфликте с Оствальдом:

Горьким испытанием в моей научной жизни являлось то, что лишь изредка мне удавалось – а точнее, никогда не удавалось – получить всеобщее признание какого-нибудь нового утверждения, правильность которого я мог доказать совершенно строго, но только теоретически. Так же вышло и на этот раз. Вся моя аргументация не была услышана. Ведь нельзя было выступать против таких авторитетов, как В.Оствальд, Г.Гельм, Э.Мах.

К счастью, Планк смог добиться всеобщего признания своего закона излучения – опять же благодаря не теоретическому доказательству, а экспериментальному подтверждению.

В последние годы среди физиков-теоретиков, особенно теоретиков струн, проявляется тенденция принижать значение экспериментальных подтверждений. Многие даже заявляют, что Коперник по предсказательной силе не превосходил Птолемея. Я решил сам проверить это утверждение, заглянув в записи Тихо Браге. Я обнаружил, что с 1564 до 1601 года Тихо провел 294 собственных наблюдения, сравнивая предсказания Коперника и предсказания Птолемея. Как я и ожидал, превосходство было за Коперником. Так что экспериментальное превосходство теории Коперника над теорией Птолемея было подтверждено задолго до Галилея. Можно сказать, что я проверил теорию «Коперник был не лучше Птолемея» при помощи ретроспективного эксперимента и нашел ее ошибочной: Коперник побеждает Птолемея.

Как было при зарождении современной науки, так должно быть и сейчас. Экспериментальное подтверждение – это критерий подлинной науки. Поскольку теоретики струн не смогли предложить никакого метода экспериментального подтверждения теории струн, то теория струн должна быть отправлена на пенсию – сегодня, сейчас.


У нашего мира всего три измерения в пространстве

Гордон Кейн

Почетный профессор физики Массачусетского технологического института. Автор книги Super Symmetry and Beyond: From the Higgs Boson to the New Physics[16].

Физические теории обычно предсказывают такие явления окружающего мира, которые мы не можем наблюдать непосредственно. Например, теория электромагнетизма Максвелла правильно предсказала, что световой спектр, который мы видим, – это только часть полного спектра, включающего инфракрасные и ультрафиолетовые волны, невидимые для нас. Теория струн предсказывает, что наш мир имеет больше трех пространственных измерений. В противоположность многому из того, что пишут и говорят об этой теории, в широком смысле она обладает предсказательной силой и поддается проверке. Прежде чем объяснить ее проверяемость, я опишу, почему огромного прогресса в создании всеобъемлющей теории нашего физического мира можно добиться, формулируя теории в более чем трех пространственных измерениях. Вслед за Стивеном Вайнбергом я назову эту идею Окончательной теорией.

Что мы можем получить, отказавшись от представления о пространственной трехмерности нашего мира? Теория струн появилась, когда летом 1984 года Джон Шварц и Майкл Грин заметили, что возможно написать математически состоятельную квантовую теорию гравитации в десяти измерениях. Это большое достижение и ключ ко многим тайнам. Для меня и некоторых других теоретиков еще важнее тот факт, что теория струн обращается ко всем – или почти всем – темам и вопросам, на которые нужно найти ответы, чтобы построить Окончательную теорию. Здесь за последнее десятилетие был достигнут большой прогресс. Первоначальный преувеличенный энтузиазм струнных теоретиков привел к тому, что сначала теория была переоценена, однако сейчас это постепенно уравновешивается растущим числом результатов. Очень успешные и хорошо проверенные четырехмерные – так называемые Стандартные – модели физики частиц и космологии дают впечатляющие, точные и полные (с открытием бозона Хиггса) описания видимого мира. Но они не дают объяснений и понимания ряда проблем, которые ставит теория струн. Успех Стандартной модели (моделей) – это убедительное свидетельство того, что, опираясь на идею четырехмерного мира, можно выйти за рамки описания и перейти к объяснению и пониманию.

Чтобы объяснить нашу Вселенную, струнные теории в пространствах более высоких размерностей должны, очевидно, проецироваться на четырехмерную вселенную – процесс, который называется (по историческим причинам) вполне понятным, но не очень удачным словом «компактификация». Эксперименты и наблюдения приходится проводить в нашей 4-D Вселенной, поэтому непосредственной проверке поддаются только компактифицированные теории. Компактифицированные струнные теории задаются следующими вопросами: почему Вселенная состоит в основном из вещества, а не из антивещества? Что такое темная материя? Почему кварки и лептоны организуются в три подобных друг другу семейства (поколения), и каковы массы кварков и лептонов самих по себе? Существует ли механизм Хиггса, и как именно он обеспечивает массу кварков, лептонов и переносящих взаимодействия бозонов? Какова космологическая история от конца инфляции до формирования атомных ядер (после чего вступает в дело Стандартная модель), какова причина инфляции, и многие другие вопросы.

Компактифицированные струнные теории успешно предсказали (до измерений) массу и свойства бозона Хиггса, открытого в 2012 году в ЦЕРНе, и предсказывают существование «суперсимметричных партнерских частиц» (некоторые из них ожидалось зарегистрировать в 2015 году на модернизированном коллайдере ЦЕРНа, если он будет работать, как запланировано[17]). Примеры таких частиц уже описаны в компактифицированных струнных теориях. Исследования продолжаются, еще столько всего предстоит проработать и лучше понять – а также проверить на коллайдерах и в экспериментах с темной материей и других, – но мы уже сейчас видим, что эти захватывающие возможности существуют.

В 1995 году Эдвард Виттен утверждал, что существует 11-мерная теория (он назвал ее М-теорией), которая может предложить цельную квантовую теорию гравитации и может быть различными способами спроецирована на несколько 10-мерных теорий струн. Их называют гетеротическими или теориями II типа. Эти 10-мерные теории можно было компактифицировать к 4-мерным (с 6-ю маленькими, свернутыми измерениями) и сделать поддающиеся проверке предсказания, как описывалось выше. М-теория также может быть компактифицирована непосредственно на 7-мерную свернутую (G2) множественность плюс 4 больших измерения пространства/времени.

Изучение таких теорий продолжается. Компактифицированные теории поддаются проверке традиционным путем – так же, как физические теории проверялись на протяжении четырех столетий. Фактически они проверяемы в том же смысле, как второй закон Ньютона (F = ma). Соотношение F = ma не проверяемо в общем и целом, а только применительно к одной силе каждый раз – имея заданную силу и массу объекта, вы вычисляете ускорение и сравниваете результат вычисления с результатами измерения. Сходным образом форма, которую принимают для компактифицированных М/струнных теорий маленькие дополнительные измерения, позволяет делать вычисляемые и проверяемые предсказания.

Хороший пример того, в каких вопросах могут помочь струнные теории, дает проблема массы бозона Хиггса. В Стандартной модели массу бозона Хиггса предсказать совершенно невозможно. Расширение Стандартной модели до так называемой Суперсимметричной стандартной модели предсказывает верхнюю границу массы бозона Хиггса, но не может точно предсказать саму массу. Компактифицированная М-теория позволяет сделать предсказание, и я со своими студентами и коллегами его сделал в 2011 году, с точностью до нескольких процентов, еще до измерений ЦЕРНа, – и это предсказание было подтверждено данными, полученными позднее.

Если мы хотим понять и объяснить наш мир, выйдя за рамки пусть даже исчерпывающего математического описания, мы должны с полной серьезностью отнестись к 10-мерным струнным теориям или к 11-мерной М-теории и продолжать разрабатывать эти теории, компактифицируя их к нашему видимому 4-мерному миру. Часто говорят, что струнные теории очень сложны. На самом деле компактифицированные М/струнные теории – это, похоже, самые простые из идей, способных охватить и интегрировать все явления физического мира в одну логичную и последовательную математическую теорию.


Аргумент «естественности»

Питер Войт

Математический физик, Колумбийский университет. Автор книги Not Even Wrong: The Failure of String Theory and the Search for Unity in Physical Law («Даже не ошибка: Провал теории струн и поиск единства в физических законах»).

Для всех, кто сейчас следит за фундаментальной физикой и размышляет о ней, последний вопрос Edge.org очень прост, и ответ на него очевиден: на пенсию пора теории струн. Идея унифицировать физику, предложив струны, движущиеся в 10 измерениях пространства-времени, в качестве фундаментальных сущностей, родилась в 1974 году и спустя 10 лет стала главной парадигмой унификации. После 40 лет исследований и десятков тысяч опубликованных работ мы узнали только одно: это пустая идея. Она не способна ничего предсказать о чем бы то ни было, поскольку вы можете получить практически любую физику, соответствующим образом выбрав, как сделать 6 из 10 измерений невидимыми.

Несмотря на это, сторонники идеи унификации посредством теории струн отказываются признавать ее провал и часто приводят блестящий пример из воспоминаний Макса Планка, который говорил о том, что происходит, когда ученые стареют, сохраняя верность идеям, которые должны быть отброшены (см. с. 106. – Ред.). Но вместо того чтобы отказаться от ошибочной идеи, ее сторонники, как мы слышим в последнее время, призывают отказаться от общепринятых представлений о научном прогрессе. Согласно теоретикам струн, мы живем в глухом углу Мультивселенной, в которой «возможно всё», а это «возможно всё» идеально описывается теорией струн, так что фундаментальная физика себя исчерпала.

Однако назвать теорию струн в качестве единственного ответа на вопрос, какой научной идее пора в отставку, было бы излишним упрощением. Да, идея унификации посредством теории струн уже давно себя изжила, но эта идея – всего лишь одна из обширного круга ошибочных теорий, появившихся в те же годы. В их число входят схемы так называемого Великого объединения, постулирующие существование новых взаимодействий и частиц и обычно ссылающиеся на некую новую «суперсимметрию», которая связывает известные взаимодействия и частицы с невидимыми «суперпартнерами». Надо сказать, что помимо обнаружения предсказанной частицы Хиггса, еще одним великим открытием, сделанным на Большом адронном коллайдере, был тот факт, что этих суперпартнеров, предсказанных многими теоретиками, не существует.

Эпоха до и после 1974 года принесла нам не только теорию струн, Великое объединение и суперсимметрию, но и нечто, именуемое аргументом «естественности». Мысль здесь в том, что наша лучшая модель физики частиц, Стандартная модель – это всего лишь «эффективная теория», приближение, актуальное только в масштабе наблюдаемых расстояний. Покойный Кеннет Уилсон учил нас, как пользоваться методом «ренормализационной группы» (renormalization group) не только для того, чтобы экстраполировать поведение теории на короткие расстояния, которые мы не можем наблюдать, но и действовать в обратном порядке, то есть находить эффективную теорию для фундаментальной теории, определенной на ненаблюдаемо коротких расстояниях.

«Естественность» стала частью спекулятивной картины, появившейся в середине 1970-х: сложная новая физика, включающая ненаблюдаемые струны и ненаблюдаемых суперпартнеров, постулированная для очень коротких расстояний, причем «естественная» теория и была тем единственным, что оставалось видимым для нас. В этой картине как раз техническая «естественность» гарантирует, что мы не можем видеть никаких сложностей, привнесенных ненаблюдаемо малыми струнами или суперпартнерами.

Уилсон был одним из первых, кто указал, что Стандартная модель является в основном «естественной», хотя и не полностью таковой, имея в виду поведение частицы Хиггса. Сначала он доказывал, что это означает, что с энергиями Большого адронного коллайдера (БАК) мы должны увидеть не частицу Хиггса, а что-то другое. Сторонники идеи суперпартнеров доказывали, что такие частицы должны существовать примерно при таких же энергиях, как и частица Хиггса, поскольку – если так – их можно было бы использовать, чтобы отменить «неестественность». Задолго до того, как запустили БАК, Уилсон отмел этот аргумент как грубо ошибочный, решив, что нет никаких веских причин не увидеть «неестественную» частицу Хиггса. Чувствительность его поведения к тому, что происходит на очень коротких расстояниях, не является веским аргументом против этого, поскольку мы просто не знаем, что именно происходит на таких расстояниях.

Наблюдение в БАК частицы Хиггса (но не суперпартнеров) вызвало среди теоретиков великое оцепенение. Случилось нечто такое, чего просто не могло быть, – в этом были согласны все доказательства, полученные за последние 40 лет и уже закрепленные в учебниках. Выдвигаются предположения, что это еще одно свидетельство в пользу существования Мультивселенной. С этой «антропной» точки зрения, пусть что-то происходит на коротких расстояниях где-то в далеких вселенных-пузырьках, разбросанных по Мультивселенной, но в нашей Вселенной-пузырьке мы видим нечто «неестественно» простое, потому что иначе нас бы здесь не было. Появление таких доводов показывает, что отправить в отставку аргумент «естественности» (вместе с запредельной сложностью теории струн и суперпартнеров) нужно было уже давно.


Коллапс волновой функции

Фримен Дайсон

Почетный профессор физики, Институт перспективных исследований. Автор книги A Many-colored Glass: Reflections on the Place of Life in the Universe («Разноцветное стекло: Размышления о месте жизни во Вселенной»).

Девяносто лет назад Эрвин Шрёдингер придумал волновую функцию как метод описания поведения атомов и других маленьких объектов. Согласно правилам квантовой механики, движение объектов непредсказуемо. Волновая функция говорит нам только о вероятностях возможных движений. Когда объект наблюдается, наблюдатель видит, где тот находится, и неопределенность движения исчезает. Знание устраняет неопределенность. Здесь нет никакой загадки.

К сожалению, те, кто пишет о квантовой механике, часто используют выражение «коллапс волновой функции», чтобы объяснить то, что происходит, когда объект наблюдается. Эта фраза вводит в заблуждение, наводя на мысль, что сама волновая функция является физическим объектом. Физический объект может коллапсировать, если врезается в препятствие. Но волновая функция не может быть физическим объектом. Волновая функция – это описание вероятности, а вероятность – это признание в неведении. Неведение не есть физический объект, и волновая функция тоже. Когда новое знание приходит на смену неведению, с волновой функцией не происходит коллапса; она просто становится ненужной.


Квантовые скачки

Дэвид Дойч

Физик, Оксфордский университет. Автор книги The Beginning of Infinity: Explanations That Transform the World[18]. Лауреат премии Edge.org в области компьютерных наук.

Термин «квантовый скачок» вошел в повседневный обиход как метафора большого изменения, нарушающего непрерывность. Он также широко распространен в обширной, но весьма унылой области лженауки и мистицизма.

Этот термин пришел из физики и действительно используется физиками (хотя редко употребляется в печатных работах). Он указывает на тот факт, что множество состояний квантовой физической системы часто бывает дискретно. Однако в квантовой физике нет такого явления, как квантовый скачок. Согласно законам квантовой теории, изменение всегда непрерывно и в пространстве, и во времени. Хорошо, возможно, некоторые физики всё еще признают одно исключение, а именно так называемый коллапс волновой функции, когда объект сознательно и намеренно наблюдается. Но эта бессмыслица – не та бессмыслица, которую я в данном случае имею в виду. Я говорю о заблуждениях, относящихся даже к субмикроскопическому миру, например таких: «Когда электрон в состоянии высокой энергии переходит на уровень с более низкой энергией, испуская фотон, он совершает квантовый скачок с одной орбиты на другую, не проходя через промежуточные состояния».

Или еще хуже: «Когда электрон в туннельном диоде подходит к барьеру, на проникновение через который у него не хватает энергии (так что по законам классической физики он бы отскочил), квантовый феномен туннелирования позволяет ему таинственным образом появиться по другую сторону барьера, при этом не побывав в районе, где у него была бы отрицательная кинетическая энергия».

Правда заключается в том, что в таких ситуациях электрон имеет не какую-то одну энергию или позицию, а набор энергий и позиций, и сам этот допустимый набор может изменяться со временем. Если бы весь ряд энергий туннелирующей частицы был ниже требуемого для преодоления барьера, то она бы действительно отскочила. А если бы электрон в атоме действительно был на дискретном уровне энергии и не произошло бы никакого вмешательства, способного это изменить, то электрон никогда бы не совершил переход ни к какой другой энергии.

Квантовые скачки являются примером того, что было принято называть «действием на расстоянии»: когда что-то в одном месте оказывает воздействие в другом месте без посредничества чего-либо физического. Ньютон называл эту идею «таким великим абсурдом, что, думаю, ни один человек, обладающий компетентным научным мышлением в философских вопросах, в него не впадет»[19]. Эта ошибка имеет аналоги в областях, очень далеких от классической и квантовой физики. Например, в политической философии квантовый скачок называется революцией, и абсурдное заблуждение заключается в том, что прогресса будто бы можно добиться, насильственно уничтожив существующие политические институты и начав всё на пустом месте. В философии науки – это идея Томаса Куна о том, что наука идет вперед через революции, то есть через победы одной научной школы над другой, поскольку сознательно изменить собственные «парадигмы» не способна ни та, ни другая сторона. В биологии аналог квантового скачка называется сальтацией – появлением новой адаптации уже в следующем поколении, и абсурдная теория, допускающая столь стремительные эволюционные изменения, именуется сальтационизмом.

Ньютон был неправ в том, что бывает какой-то максимальный размер ошибки, которую может совершить компетентный специалист, но он прав в том, что эта конкретная ошибка огромна. Во всех своих версиях она ошибочна по одной причине: во всех случаях расчет делается на то, что необходимая информация возьмется ниоткуда. В реальности пространство по другую сторону барьера не может «знать», что в нем появится электрон, а не протон или бозон, пока этого пространства не достигнет некое физическое изменение, исходящее из электрона. Это справедливо и в том случае, когда речь идет не о пространственном разрыве, а о непосредственно информационном: политические институты и биологические виды хранят информацию – знание о том, как сложным системам лучше справляться с вызовами, а знание создается только в процессе постепенных перемен и отбора. И концепция Куна не может объяснить, каким образом науке удается во все ускоряющемся темпе наращивать знания о физической реальности.

Во всех этих областях понятие квантового скачка прикрывает собой отказ от объяснения и таким образом, по сути дела, взывает к сверхъестественному. Это логика карикатуры Сидни Харриса «А потом случилось чудо», на которой математик у доски заполняет этими словами пробел в доказательстве. Как говорит Ричард Докинз, «сальтационизм – это креационизм». И в любых обстоятельствах реальность, которая заполняет разрывы, идея, которая действительно объясняет явление, – вещи гораздо более интересные и восхитительные, чем любая вера со всей ее таинственностью.


Причина и следствие

Дэниел Хиллис

Физик, ученый-компьютерщик, сопредседатель компании Applied Minds, LLC. Автор книги The Pattern on the Stone («Шаблон на камне»).

Мы, люди, по природе своей рассказчики. Мы любим организовывать события в цепочки причин и следствий и объяснять последствия наших действий. Мы любим приписывать заслуги и находить виноватых. Это имеет смысл с эволюционной точки зрения. Главная работа нашей нервной системы состоит в том, чтобы принимать решения, которые можно выполнить, и для нашего выживания очень важно уметь предсказывать последствия этих решений.

Наука – это богатейший источник выдающихся объясняющих историй. Например, Ньютон объяснил, как сила заставляет массу ускоряться. Это подарило нам историю о том, как яблоко падает с дерева и как наша планета обращается вокруг Солнца. Это позволяет нам решить, с какой силой двигатель должен толкать ракету, чтобы доставить ее на Луну. Объяснения следствий причинами позволяют нам строить сложные машины вроде фабрик или компьютеров, в которых действуют невероятно длинные цепи причин и следствий. Они конвертируют вводные данные в те результаты, которые нам нужны.

Велик соблазн поверить в то, что наши истории о причинах и следствиях достоверно отражают реальное взаимодействие в окружающем мире. На самом же деле это просто схемы, которые мы используем для того, чтобы манипулировать миром и создавать объяснения, удобные для нашего понимания. Например, уравнение Ньютона F = ma на самом деле не в большей степени говорит о том, что сила вызывает ускорение, чем о том, что масса вызывает силу. Мы склонны думать о силе как условном факторе, поскольку у нас часто есть выбор, использовать ее или нет. С другой стороны, мы склонны думать о массе, что она существует вне нашего контроля. Таким образом, мы персонифицируем природу, чуть ли не воображая, что природные силы «решают» двигать массы. Нам гораздо труднее представить себе, что ускорения «решают» вызвать массу, поэтому мы и рассказываем эту историю удобным нам образом. Мы ставим силе притяжения в заслугу то, что она удерживает планеты на солнечной орбите, и ставим ей в вину то, что яблоко падает с дерева.

Эта удобная персонификация природы помогает нам использовать наш когнитивный аппарат рассказчиков, чтобы объяснять окружающий нас мир. Парадигма причины и следствия особенно хорошо работает, когда наука используется для конструирования, для обустройства мира к нашему удобству. В этом случае мы истолковываем явления таким образом, что иллюзия причины и следствия кажется почти реальностью. Наилучший пример – компьютер. Ключ к работе компьютера – то, что ввод (input) влияет на вывод (output), а не наоборот. Компоненты, используемые для постройки компьютера, сконструированы таким образом, чтобы обеспечить подобное одностороннее движение. Эти компоненты, такие как логический вентиль, специально разработаны для того, чтобы конвертировать условные входные сигналы в предсказуемые выходные. Другими словами, логический вентиль компьютера представляет собой крошечный строительный блок причинно-следственной парадигмы.

Однако эта парадигма проваливается, когда элемент, о котором нам нравится думать как о выходном сигнале, вдруг начинает влиять на то, что мы предпочитаем считать входом. Наилучшим примером этого могут служить парадоксы квантовой механики, где одно только наше наблюдение частицы «вызывает» изменение состояния другой, удаленной частицы. Конечно, в действительности здесь нет никакого парадокса, а всего лишь неудачный результат попытки применить нашу схему изложения к ситуации, к которой эта схема не подходит.

К сожалению, парадигма причины и следствия проваливается не только на квантовом уровне. Она также распадается на части, когда мы пытаемся с помощью каузальности объяснить сложные динамические системы, такие как биохимические цепи живого организма, взаимодействия в экономике или операции человеческого разума. Во всех этих системах имеются такие модели информационного потока, которые отвергают наш инструментарий рассказывания. Ген не является «причиной» роста ни человека, ни раковой опухоли. Рынок акций не вырос не «потому, что» рынок облигаций упал. Это всего лишь наши тщетные попытки навязать нашу схему рассказывания системам, которые работают не так, как наши истории. Для таких сложных систем науке понадобятся более мощные инструменты объяснения, и мы научимся признавать ограниченность наших старых методов рассказывания. Мы придем к признанию того, что в природе не существует причин и следствий – что это всего лишь удобные создания нашего разума.


Раса

Нина Яблонски

Биологический антрополог, палеобиолог, почетный профессор антропологии Университета штата Пенсильвания.

Понятие расы всегда было туманным и обманчивым. В середине XVIII века такие европейские натуралисты, как Линней, граф де Бюффон и Иоганн Блуменбах, описали географическое распределение групп людей, различающихся по внешности. Философов Дэвида Юма и Иммануила Канта поражало физическое разнообразие типов человека; они считали, что излишние жара, холод или солнечный свет снижают человеческий потенциал. Юм в 1748 году утверждал, что «никогда не существовало цивилизованного народа с иным цветом лица, чем белый».

Кант испытывал примерно такие же чувства. Вопросы человеческого разнообразия занимали философа на протяжении всей его деятельности, и Кант, начиная с 1775 года, пространно рассуждал на эту тему в серии эссе. Он же первым назвал эти географические группирования «расами» (по-немецки Rassen). Кант выделял четыре расы – по цвету кожи, форме волос, форме черепа и другим анатомическим чертам, а также по способности к нравственности, самосовершенствованию и цивилизации. Они были расставлены иерархически, причем только европейская раса, по оценке Канта, была способна к самосовершенствованию.

Почему научный расизм Юма и Канта превалировал над логичной и осмысленной оппозицией Иоганна Готфрида фон Гердера и других? Возможно, потому, что Кант еще при жизни был признан великим философом, а в XIX веке его статус вырос еще больше по мере того, как его главные философские труды получили широкое распространение. Одни его сторонники соглашались с его расистскими взглядами, другие извинялись за них, а большинство просто не обращали на них внимания. Более того, расизм – приуменьшавший или вообще отрицавший человеческую природу неевропейцев, особенно африканцев, – способствовал трансатлантической работорговле, которая стала важнейшим двигателем европейского экономического роста. Расистские взгляды подкреплялись популярными в то время библейскими аллюзиями, с помощью которых африканцы изображались как самой судьбой предназначенные для рабства. Цвет кожи как самая заметная расовая черта был связан с невнятным набором предрассудков и слухов о врожденных свойствах разных рас. Белый цвет кожи олицетворял нравственность, характер, способность к цивилизованности – он стал мемом.

В XIX и начале XX веков наблюдался подъем «расовой науки». Биологическая реальность рас была подтверждена новыми типами научных свидетельств, собранных новыми типами ученых – особенно антропологами и генетиками. Эта эра была отмечена рождением евгеники и ее отпрыска – понятия «расовой чистоты». Пришествие социал-дарвинизма еще усилило представление о том, что превосходство белой расы – часть миропорядка. Тот факт, что все народы являются продуктами сложных генетических смешений, ставших результатом миграций и взаимных проникновений на протяжении тысяч лет, не был принят ни расовыми учеными, ни толпами евгеников, которые по обе стороны Атлантики вели кампанию за улучшение расового качества.

В середине XX века продолжалось распространение научных трактатов о расах. Однако к 1960-м годам два фактора способствовали тому, что понятие биологической расы постепенно исчезло из научного оборота. Одним из них было более широкое изучение физического и генетического разнообразия групп людей по всему миру; другим – появление движения за гражданские права в США и в других странах. Вскоре влиятельные ученые стали критиковать попытки изучения рас, поскольку самому этому понятию нельзя было дать научного определения. Где бы ученые ни искали четкие границы между группами – найти ничего не удавалось. Но несмотря на эти крупные сдвиги в научном мышлении, в массовой культуре оставались прочно укоренены отпрыски идей о человеческих расах и основанной на цвете кожи расовой иерархии. Расовые стереотипы были сильны и укоренены, особенно в Соединенных Штатах и в Южной Африке, где подчинение и эксплуатация труда темнокожего населения были основой экономического роста.

После своей научной смерти слово «раса» сохранилось как определение и идея, но постепенно стало означать нечто совсем другое. Сегодня многие люди идентифицируют себя с принадлежностью к той или иной расовой группе независимо от того, что наука может сказать о природе расы. Совместный опыт членов таких групп создает прочные социальные узы. Для многих людей, включая и многих ученых, понятие расы, пусть больше не биологическое, стало синтезом социальных категорий классовой и этнической принадлежности.

Клиницисты продолжают накладывать наблюдаемые модели здоровья и болезней на старые расовые понятия, такие как «белые», «черные» (или «афроамериканцы»), «азиаты» и так далее. Даже после того, как было показано, что многие болезни (взять хотя бы диабет II типа, алкоголизм, высокое кровяное давление) демонстрируют видимую расовую предрасположенность, потому что, хотя люди теперь живут в весьма схожих условиях, группирование по расам сохраняется. В эпидемиологических исследованиях использование расового самоопределения поддерживается и даже приветствуется. Однако медицинские исследования неравенства в состоянии здоровья между «расами» становятся бессмысленными, если брать в расчет существенные переменные: положение на социальной лестнице, этнические социальные практики, отношения и установки.

Нынешний образ расы вырастает из геномики и обсуждается в основном в биомедицинском контексте. Ханжеская позиция медицинской науки снова обеспечивает понятию расы некое уважительное отношение в массовом сознании. «Расовые реалисты» собирают геномные свидетельства в поддержку суровой биологической реальности расовых различий, тогда как «расовые скептики» не находят никаких расовых моделей. Ясно, что люди видят то, что хотят видеть, и проводят именно те исследования, которые нужны, чтобы получить результаты в поддержку собственной точки зрения. В изданной в 2012 году книге Race Decoded: The Genomic Fight for Social Justice («Расшифрованная раса: Геномная борьба за социальную справедливость») социолог из Калифорнийского университета Кэтрин Блисс убедительно формулирует сегодняшнее понимание расы как

системы верований, содержательной с точки зрения восприятия и практической деятельности для конкретного социально-исторического момента.

У расы есть место в истории, но больше нет места в науке. Неустойчивость и уязвимость перед неправильным истолкованием делают понятие расы бесполезным в качестве научного термина. Изобрести новый словарь для того, чтобы заниматься человеческим разнообразием и неравенством, будет нелегко, но это должно быть сделано.


Эссенциализм

Ричард Докинз

Эволюционный биолог, почетный профессор общественного понимания науки в Оксфорде. Автор книги The Magic of Reality: How We Know What’s Really True[20].

Эссенциализм – то, что я называю «тиранией прерывного разума», – идет от Платона с его характерным для греческого геометра взглядом на вещи. Для Платона круг или правильный треугольник были идеальными формами, определяемыми математически, но никогда не реализуемыми на практике. Круг, начертанный на песке, был несовершенным приближением к идеальному платоновскому кругу, висящему в некоем абстрактном пространстве.

Такой подход работает для геометрических фигур вроде круга, но эссенциализм применяется и к живым существам, и Эрнст Майр обвинял его в том, что именно из-за эссенциализма человечество так поздно открыло эволюцию – только в XIX веке. Если вы вслед за Аристотелем будете считать живых, из плоти и крови, кроликов лишь несовершенными приближениями идеального платоновского кролика, вам не придет в голову, что кролики могли эволюционировать из не похожего на кролика предка и могут эволюционировать в не похожего на кролика потомка. Если вы, следуя за словарным определением эссенциализма, думаете, что сущность кроликовости «первична» по отношению к существованию кроликов (что бы ни означало выражение «первично по отношению», оно само по себе абсурдно), идея эволюции вряд ли вдруг придет вам в голову, и вы будете сопротивляться, если вам ее предложит кто-то другой.

Палеонтологи будут горячо спорить о том, принадлежат ли те или иные ископаемые останки австралопитеку или человеку. Но любой эволюционист знает, что наверняка были какие-то промежуточные существа. Это эссенциалистская глупость – пытаться обязательно втиснуть ископаемые останки в тот или иной род. Никогда не существовало мамы-австралопитека, которая родила бы детеныша-человека, поскольку любой когда-либо родившийся детеныш всегда принадлежал к тому же виду, что и его мать. Вся система именования видов прерывными именами настроена на один срез времени, на настоящее, когда предки удобно отсекаются от нашего понимания (а «кольцевые виды» тактично игнорируются). Если бы каким-то чудом каждый предок сохранился в виде ископаемых останков, прерывное именование стало бы невозможным. Креационисты ошибочно любят ссылаться на «разрывы», которые якобы приводят в замешательство эволюционистов, но разрывы являются подарком судьбы для систематиков, которые по понятным причинам хотят давать видам раздельные имена. Спорить о том, принадлежат ли останки «действительно» австралопитеку или человеку – это всё равно что спорить о том, можно ли называть Джорджа высоким. В нем пять футов и десять дюймов роста – разве это не все, что вам нужно знать?

Эссенциализм просачивается и в расовую терминологию. Большинство так называемых афроамериканцев представляют собой результат смешения рас. Но эссенциалистский подход настолько укоренился, что в официальных американских бланках надо ставить галочку либо в одном квадрате расовой/этнической принадлежности, либо в другом – ничего промежуточного не предусмотрено. Другой, но столь же порочный момент состоит в том, что человека назовут афроамериканцем даже в том случае, если из восьми его прабабушек и прадедушек только один был африканского происхождения. Как говорил мне Лайонел Тайгер, мы имеем здесь достойную осуждения «метафору загрязнения». Но я в основном хочу привлечь внимание к эссенциалистской решимости нашего общества затащить человека либо в одну конкретную категорию, либо в другую. Похоже, наш разум слабо подготовлен к тому, чтобы иметь дело с непрерывным спектром промежуточных звеньев, перетекающих одно в другое. Мы всё еще заражены чумой платоновского эссенциализма.

Этой болезнью пронизана и нравственная полемика по поводу таких вещей, как аборты и эвтаназия. В какой момент жертва несчастного случая со смертельным поражением мозга определяется как умершая? В какой момент беременности эмбрион становится человеком? Такими вопросами будет задаваться только ум, зараженный эссенциализмом. Эмбрион развивается постепенно из одноклеточной зиготы в новорожденного ребенка, и не существует какого-то одного момента, который можно считать моментом появления индивидуальности. Мир поделен на тех, кто понимает эту истину, и на тех, кто причитает: «Но ведь должен быть какой-то момент, когда зародыш становится человеком!» Нет, такого момента нет, как нет и такого дня, когда человек средних лет превращается в старика. Было бы лучше – хотя тоже не идеально – говорить, что эмбрион проходит через стадии: на четверть человек, наполовину человек, на три четверти человек… Эссенциалистский ум содрогнется от таких слов и обвинит меня в том, что я отрицаю сущность человечности.

Эволюция, как и эмбриональное развитие, постепенна. Любой наш предок вплоть до общего для нас с шимпанзе корня и дальше вглубь времен принадлежал к тому же виду, что его собственные родители и его собственные детеныши. То же самое касается предков шимпанзе вплоть до нашего с ними общего прародителя. Мы связаны с современными шимпанзе V-образной последовательностью особей, некогда живших, дышавших и размножавшихся; каждое звено в цепи было частью того же вида, что и соседние звенья, как бы ни настаивали систематики на делении этих цепей в удобных точках и навешивании на них прерывных ярлыков. Если бы все промежуточные особи вниз по ветвям V вплоть до общего предка выжили, моралистам пришлось бы отбросить свою эссенциалистскую, «видовую» привычку возводить Homo sapiens на священный пьедестал, на котором он возвышается совершенно особняком от всех остальных видов.

Аборт больше не считался бы «предумышленным убийством» – не бо́льшим, во всяком случае, чем убийство шимпанзе или любого животного. На самом деле ранний человеческий эмбрион, не имеющий нервной системы и, предположительно, не испытывающий страха и боли, мог бы претендовать на меньшую нравственную защиту, чем взрослая свинья, которая явно будет страдать. Наш эссенциалистский запал в стремлении жестко определять «человеческое» (в дебатах об абортах и правах животных) и «живое» (в дебатах об эвтаназии и решениях добровольно уйти из жизни) теряет смысл в свете эволюции и других непрерывных процессов.

Мы определяем «черту» бедности: вы либо над этой чертой, либо под ней. Но бедность – это тоже континуум. Почему не выразить в долларовом эквиваленте, насколько вы действительно бедны? Еще одним, и особенно печальным проявлением эссенциалистского мышления является абсурдная система коллегий выборщиков на президентских выборах в США. Флорида обязана быть либо полностью республиканской, либо полностью демократической – все 29 голосов коллегии выборщиков идут за одну партию, – хотя голоса жителей штата разделились поровну. Но штаты нельзя рассматривать как по существу красные или синие: в них всё смешано в разных пропорциях.

Вы наверняка можете вспомнить и много других примеров эссенциализма, этого деспотизма Платона. Он научно несостоятелен и нравственно пагубен. Он должен быть отправлен в отставку.


Человеческая природа

Питер Ричерсон

Почетный профессор отделения науки и политики в области охраны окружающей среды Калифорнийского университета в Дэвисе. Автор книги Not by Genes Alone («Не геном единым»).

Понятие человеческой природы имеет широкое хождение среди эволюционистов, которые интересуются человеком. Но если к нему присмотреться, оно оказывается бессодержательным. Хуже того: оно приводит в смятение ход мыслей у тех, кто пытается его использовать. Полезные понятия препарируют природу, разделяя ее по суставам, естественным границам явлений. А понятие человеческой природы ломает ей кости.

Понятие человеческой природы подразумевает, что наш вид определяется набором общих характерных для него черт. Но эволюционная биология учит, что подобная эссенциалистская концепция вида ошибочна. Вид – это сообщество различных особей, хотя эти особи в достаточной мере генетически сходны, чтобы успешно скрещиваться. Большинство видов разделяют большинство своих генов с предковыми или родственными видами – как мы разделяем их с человекообразными обезьянами. У большинства видов богатая генетическая изменчивость гарантирует, что не может быть двух генетически идентичных особей. У многих видов – как у современного человека – есть генетические вариации, структурированные географически. Похоже, что десятки тысяч лет назад в нашем роде была пара африканских видов и три евроазиатских, и все они так много скрещивались между собой, что это оставило следы в ныне существующих геномах. Большинство видов и составляющих их популяций непрестанно эволюционирует. Человеческие популяции, которые в период голоцена занялись земледелием, прошли через волну генетических изменений, чтобы приспособиться к богатой крахмалом еде и другим сельскохозяйственным продуктам, а также к среде, насыщенной эпидемическими патогенами, которые воспользовались тем, что человеческие популяции жили скученно и оседло. Сегодня некоторые человеческие популяции испытывают давление нового отбора – «болезней изобилия». Эволюцию сопротивляемости таким болезням удается выявить. Некоторые генетики доказывают, что гены, ответственные за наше поведение, проходят в последнее время новый процесс отбора, чтобы адаптироваться к жизни в сложных обществах.

Понятие человеческой природы заставляет людей искать объяснения не под тем камнем. Возьмите самый знаменитый спор о человеческой природе: хорош или плох человек изначально? В последние годы экспериментаторы проводили немало игровых экспериментов на тему так называемой трагедии общин (tragedy of the commons) – то есть моделировали ситуацию выживания в условиях ограниченных ресурсов, когда интересы индивида вступают в резкое противоречие с требованиями общего блага. И наблюдали, как люди выходят из такой ситуации (если вообще выходят). Типичный результат был таким: примерно треть участников выступали как бескорыстные лидеры, которые использовали все инструменты, предлагаемые экспериментаторами, чтобы разрешить проблему путем общего сотрудничества; примерно каждый десятый оказывался эгоистичным эксплуататором, желавшим извлечь личную выгоду из любой кооперации; а все остальные проявляли нравственную гибкость, проявляя готовность к сотрудничеству с определенными оговорками. Этот результат соответствует и личному опыту любого из нас: бывают люди, которые всегда честны и щедры, попадаются полные психопаты, а большинство располагается где-то между ними. Если бы это было не так, то человеческое общество было бы совсем другим. Дебаты на эту тему с привлечением понятия человеческой природы бесплодны, потому что они игнорируют нечто, что мы знаем и так, даже если не думаем об этом.

Великий вклад Дарвина в биологию состоял в том, что он отбросил эссенциализм и сосредоточился на изменениях и их передаче. Он добился замечательного прогресса, невзирая на то что в то время органическая наследственность была совершенным «черным ящиком». Он также правильно выявил главную проблему человеческой изменчивости. В «Происхождении человека» Дарвин доказывал, что люди – довольно простой вид с точки зрения биологии и степень их географической изменчивости не так уж велика. Однако в том, что касается объема поведенческой изменчивости, человек намного превосходит другие виды. Огнеземельцы, которые занимались охотой и собирательством на берегу Магелланова пролива, резко отличались от праздного джентльмена-натуралиста из Шрусбери, но эти различия были в основном не органическими, а обусловливались обычаями и традициями. Дарвин также понимал, что эволюцию традиций обусловливали иные принципы, нежели естественный отбор. Традиции формируются человеческим выбором, немного похожим на искусственный отбор домашних животных, и естественный отбор здесь играет подчиненную роль.

В своем «Биографическом очерке одного ребенка» Дарвин описал, с какой готовностью дети всё воспринимают от своих опекунов. Наследование традиций, обычаев и языка было довольно легко наблюдать с инструментарием натуралиста середины XIX века – если сравнивать с лабиринтами генетической наследственности, которые до сих пор выдают фундаментальные тайны высокотехнологичному оборудованию молекулярной биологии. Современные исследования механизмов, ответственных за имитацию и обучение, начали вскрывать более глубоко спрятанные когнитивные компоненты этих процессов, и полученные результаты подтверждают феноменологические выводы Дарвина о складывании традиций и их эволюции.

Неполнота понятия человеческой природы лучше всего проявляется, когда его пытаются использовать, чтобы понять обучение, культуру и культурную эволюцию. Мышление по линии человеческой природы приводит к выводу, что причины поведения ищут по отдельности в природе и воспитании. Природу рассматривают как первичную по отношению к воспитанию – и в эволюции вида, и в развитии индивида. То, что эволюционирует, – это природа, и культурная изменчивость, какой бы они ни была, должна быть лишь служанкой природы. Но этот взгляд просто противоречит фактам. Если через мутное окошко, которое пробили для нас каменные орудия, найденные археологами и палеонтологами, мы видим истинную картину прошлого, то культура и культурная изменчивость были фундаментальными адаптациями нашего рода, возможно, со времен поздних австралопитеков. Развитие технологий за последние два миллиона лет в целом шло параллельно эволюционному увеличению объема мозга и другим анатомическим изменениям. У нас есть яркие примеры, когда культурные изменения приводили к генетической эволюции – например когда развитие скотоводства, молочного хозяйства и потребления молока привели к изменениям в выработке фермента лактазы у взрослых. Технологии, которыми человек овладевал путем социального обучения, приводят к подобным изменениям последние два миллиона лет. Человеческая способность к социальному обучению развивается так рано на первом году жизни, что специалистам по развитию пришлось ставить очень тонкие эксперименты для проверки того, что младенцы уже успели узнать за несколько месяцев до появления языкового и точного имитационного поведения. Не позднее чем с 12 месяцев социальное изучение начинает передавать детям культурные открытия, которые имеют все возможности вступать во взаимодействие с генной экспрессией. У детей-аутистов этот механизм социального познания в той или иной степени нарушен, что приводит потом у взрослых к той или иной степени «неполноценности в развитии».

Человеческую культуру лучше всего понимать как часть человеческой биологии – как что-то вроде нашего бипедализма. Это источник изменчивости, которую мы использовали, чтобы приспособиться к большинству наземных и водных сред обитания. Понятие человеческой природы лишает нас возможности правильно судить о человеческой эволюции.


Urvogel

Джулия Кларк

Доцент Фонда Джона А.Вильсона по палеонтологии позвоночных, Джексоновская школа наук о земле, Техасский университет, Остин.

Я бы хотела отправить на свалку идею о том, что эволюция как процесс должна соответствовать словам и понятиям, которые мы находим знакомыми, удобными и, возможно, даже универсальными. Для начала я бы хотела, чтобы мне больше не приходилось отвечать на вопрос, является ли очередной обнаруженный экземпляр пернатого динозавра птицей.

Со многих точек зрения понятно, почему задают такой вопрос. Большинство ученых на протяжении многих лет признавали, что существующие птицы – одна из наследственных линий динозавров. Идея о том, что динозавры продолжают жить в птицах, пробралась даже в массовое сознание – благодаря книге и фильму «Парк Юрского периода». Так что, вероятно, нет ничего удивительного в том, что, когда палеонтологи обнаруживают нового пернатого динозавра, люди – включая ученых и научных журналистов – часто хотят узнать: «А он умел летать?» Возьмем так называемого Urvogel[21] – первого открытого наукой пернатого динозавра, археоптерикса. В научной литературе до сих продолжаются споры: был ли археоптерикс птицей?

Как палеонтолог, изучающий эволюцию живущих ныне птиц, я снова и снова сталкиваюсь с такими вопросами. Например, я описываю маленький пернатый экземпляр, найденный при раскопках. Перечислив его известные свойства, я замечаю, что, возможно, это существо обладало способностью каким-то образом передвигаться по воздуху. Неизбежно следует пауза, а потом кто-то из аудитории задает вопрос: «Хорошо, но была ли это птица?» Вопрошающий явно демонстрирует нетерпение по отношению к ученым и их сложным неоднозначным формулировкам. Он хочет полной ясности: «Оно умело летать? Только скажите точно».

Такие вопросы звучат совершенно невинно, и, возможно, задавать их вполне естественно. Однако хотя они и выглядят как научные вопросы, но по большей части таковыми не являются. Они в основном направлены на то, чтобы четко отнести это существо к определенному классу (птицы) и определенной части этого класса (летающие птицы). Мы думаем, что сегодня мы ясно понимаем эту классификацию, но попробуйте сквозь туман времени разглядеть жизнь, какой она была более 100 миллионов лет назад.

Чтобы разобраться в строении давно умерших существ, палеонтологи изучают форму костей, а также, в редких случаях, отпечатки перьев. Для этого они используют данные о соотношении формы о́ргана и его функции у существующих сегодня животных. Это сама по себе трудная задача. Но еще труднее превратить наблюдение комбинации структур, не встречающихся у современных видов, в понимание того, как двигались первобытные животные, являющиеся предметом исследования. Например, у нынешних летающих птиц имеется сустав между лопаткой и клювовидным отростком, где плечевая кость встречается с плечевым поясом. Однако нам попадаются ископаемые экземпляры с оперенными передними конечностями внушительного размаха (можно ли назвать их крыльями?), но без такого суставного сочленения. Слабые признаки перьев и их сравнительные пропорции отличаются от того, что есть у какой-либо из нынешних птиц. Так является ли данное существо птицей?

Как оно двигалось? Был ли это машущий полет? И был ли он таким же, как у ныне живущих видов? Если бы мы совершили путешествие во времени и оказались в лесу мелового периода, то назвали ли бы мы этот способ передвижения полетом? Что, если этот вид взмахивал «крыльями» лишь изредка, чтобы перескочить с ветки на ветку? Что, если он использовал взмахи этих «крыльев» лишь для того, чтобы карабкаться на деревья или прыгать с них? Что, если он летал только в раннем возрасте, а став взрослой особью с крупным телом, использовал оперенные передние конечности, чтобы подавать сигналы самцу или самке, но больше не летал?

Все эти гипотезы выдвигались, и все они могут быть верны для разных животных юрского и мелового периодов. Мы можем спорить о том, летали ли эти существа и были ли они птицами по современной классификации, но, занимаясь этим, мы рискуем упустить из вида более масштабные научные вопросы. Мы слишком быстро можем оказаться в ловушке дефиниций (и отстаивания этих дефиниций), тогда как лучше было бы сосредоточиться на более точном понимании происхождения и первых эволюционных проявлений множества элементов, которые составляют летательный механизм ныне живущих птиц.

Перья впервые появились у таких животных, которые во взрослом состоянии просто не могли быть летающими. Предшественники перьев, обычные волоски, находят у ящеров семейства тираннозаврид и у целого ряда других родственников современных птиц. Хотя сотни характерных черт костей и перьев обнаружили эти глубокие генеалогические связи с динозаврами, мы, похоже, до сих пор пытаемся налепить характеристики «птица» или «летающий» на отдельные специфические признаки.

Я не первая, кто замечает, что дискуссии о том, кого именно следует именовать птицей и что именно называть полетом, непродуктивны и противоречат подлинно эволюционному мышлению. Но меня удивляет живучесть этих дебатов – даже среди специалистов. Например, до сих пор спорят о том, как применять формальную таксономическую категорию Aves (класс птиц). Хотя события, которые разворачивались чрезвычайно далеко в прошлом в ходе эволюционных процессов, казалось бы, меньше всего подходят для дихотомических или категоричных суждений, этот стиль мышления процветает и порождает надуманные споры, которые затеняют по-настоящему интересные вопросы. Исследования сложной модели асинхронных изменений многочисленных новых свойств – вот что могло бы дать целостное представление о том, как происходит эволюция формы у животных.

Гипотезы, которые мы выдвигаем, должны рассматриваться во взаимосвязи, а не в противостоянии. Однако часто эта взаимосвязь лишь кажущаяся, и мы организуем ее искусственно, поскольку используем удобные для себя категории. На самом деле в науке в целом есть много таких Urvogel’ей – подходов, основанных на интуитивной и «естественной» убежденности нашего коллективного разума в том, что существуют определенные, четко очерченные классы явлений. Это может нас тормозить.


Нумерация природы

Курт Грей

Доцент социальной психологии, Университет Северной Каролины в Чэпел-Хилл.


Я был крайне поражен, как неопределенно и произвольно различие между видом и разновидностью.

Ч. Дарвин. «О происхождении видов» (1859)[22]


В течение последних двух столетий существовала лишь одна возможность упорядочить огромное биологическое разнообразие – классификация Линнея. В XVIII веке Карл Линней разработал метод разделения природы, основанный на описании явлений. Одинаково ли эти животные или растения выглядят? Одинаково ли они себя ведут?

С линнеевской классификацией вы могли разделить мир природы на отдельные виды. Вы могли пересчитать эти виды, уверенно говоря: «Существует два вида слонов» или «Есть четыре вида медведей». Некоторые психологи хотят навести такой же порядок в нашем сознании, заявляя: «Есть шесть чувств», «Есть пять типов личности» или «Есть три нравственных побуждения». Этих психологов вдохновляют точность, упорядоченность и четкость идей Линнея. Единственная проблема состоит в том, что Линней был неправ.

Линней жил примерно за 100 лет до того, как Дарвин выдвинул свою теорию эволюции путем естественного отбора, и он думал, что виды постоянны и неизменны. Религиозные убеждения побуждали Линнея рассматривать виды как продукт Божественного промысла, и работа ученого заключалась лишь в том, чтобы просто каталогизировать эти разные виды под лозунгом «Бог создал, Линней организовал». Если Бог создал определенное количество видов, то вполне имеет смысл их каталогизировать и пересчитать. Вполне правомочен вопрос: «Сколько разновидностей саламандры создал Бог?»

Эволюция, однако, разрушила священную неприкосновенность видов. Виды вовсе не были в окончательном виде созданы при Творении, а, напротив, появлялись с течением времени повторением простого алгоритма: наследственность, мутация и отбор. Эволюция показала, что поразительное разнообразие жизни – от вируса до кактуса и человека – объясняется основополагающим набором общих процессов, проявляющихся в разных условиях. Эти общие процессы означают, что разделительные линии между видами пролегают, скорее, в нашем сознании, а не в природе, и многие промежуточные животные (например двоякодышащая рыба) или гибриды (например лигр, помесь льва и тигра) не укладываются в простую категоризацию. Более того, в геологическом времени эти разделения даже еще более условны, потому что виды расходились и сближались по мере того, как разделялись и вновь сталкивались континенты.

Биология поняла, что вид – это не отражение вечного божественного порядка, а всего лишь удобный способ интуитивно организовать мир. К сожалению, психология отстает. Многие психологи верят, что мир разума статичен и исчисляем, что проявления умственных состояний отражают более глубокую сущность. Разнообразные введения в психологию содержат пронумерованные списки психологических типов – пять человеческих потребностей, шесть основных чувств, три нравственных побуждения, три типа любви, три части разума, – и содержание списков зависит в основном от интуитивных предпочтений того, кто занимался подсчетами.

Как и классификация Линнея в XVIII веке, эта интуитивная классификация когда-то была лучшим, на что мы были способны, потому что психологии недоставало понимания базовых психологических процессов. Однако социальное познание и неврология вскрыли эти процессы и обнаружили, что разнообразные проявления психического опыта – эмоции, нравственность, мотивация – представляют собой комбинации более глубоких эмоциональных и когнитивных процессов. Новые исследования предлагают считать психические состояния не жестко маркированными «вещами» с неизменной сущностью, а расплывчатыми конструкциями, возникающими из общих для них психических процессов, проявляющихся в разных условиях.

Как эволюция может создавать множество видов, применяя один и тот же метод в различных специфических условиях, так и разум способен создавать множество психических «видов». Подсчитывать эмоции или нравственные побуждения – это все равно что считать снежинки или цвета. Действительно, в некоторых случаях можно описать сходства и различия состояний разума, но попытки группировать психические характеристики в любом случае условны и слишком сильно зависят от интуиции исследователя. Вот почему ученые никак не могут сойтись на базовом количестве чего бы то ни было: один ученый делит психический опыт на три части, другой – на четыре, еще один – на пять.

Психологии пора оставить попытки нумеровать природу и признать, что психологические «виды» не являются ни четко очерченными, ни реальными. Биология уже давно признала условность и искусственность понятия вида – почему же мы, психологи, отстаем от нее на 200 с лишним лет? Вероятный ответ заключается в том, что люди – включая даже психологов и философов – верят, что интуитивные догадки, будучи продуктами разума, являются точными отражениями его структуры. К сожалению, десятилетия исследований демонстрируют изъяны интуитивного реализма, показывая, что интуитивные догадки по поводу разума – это ненадежные проводники к пониманию базовых психических процессов.

Психологи должны перейти от подсчета к комбинированию. Подсчет – это просто описание мира, интуитивное расположение тем или иным психологом психических состояний в одной культуре в определенное время. Комбинирование стремится найти базовые психологические элементы и раскрыть, как они взаимодействуют, создавая психический мир. В биологии подсчет спрашивает: «Сколько есть разновидностей саламандры?», тогда как комбинирование задается вопросом: «Какие процессы ведут к разнообразию саламандр?» Подсчет привязан к конкретным условиям и времени, тогда как сочетание признает и сами эти факторы процессами. Психология должна последовать за биологией и перейти от вычисления индивидуальных видов к исследованию лежащих в основе систем.

Этот процесс уже пошел. Томас Инсел, глава Национального института психического здоровья (National Institute of Mental Health, NIMH), в психопатологических исследованиях отдает приоритет системам над видами. Инсел отрицает пользу «Диагностического и статистического справочника по психическим расстройствам» (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders), утверждая, что интуитивная классификация затемняет базовые процессы психопатологии и препятствует открытию новых методов лечения. NIMH финансирует изучение аффективных, концептуальных и неврологических систем, которое может объяснить, почему такие «четко различающиеся» расстройства, как депрессия и тревога, очень часто идут рука об руку и почему селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (SSRIs) помогают излечивать эти расстройства. Психопатологию, как и другие психологические явления, трудно разделять на категории.

Конечно, нельзя выплеснуть с водой и ребенка. Все еще необходимо каталогизировать природный мир, чтобы дать пищу для полезных дискуссий. Даже в биологии, где роль процесса эволюции не оспаривается, большинство ученых признают пользу системы Линнея и продолжают использовать названия, которые он дал столетия назад. Но важно не смешивать конструкции человеческого разума с природным порядком. То, что удобно для людей, не обязательно правильно с точки зрения природы. Интуитивные классификации – это необходимый первый шаг в психологической науке, но даже сам Линней, расширив круг знаний о мире, признавал условность своей системы и названных им видов. Психологии тоже пора признать этот факт и оставить в прошлом Линнея и XVIII век.


Укорененное – значит вечное

Майкл Шермер

Основатель и издатель журнала Skeptic, колумнист журнала Scientific American. Автор книги The Believing Brain («Верующий мозг»).

Должна быть отправлена в отставку научная идея, согласно которой свойство или характеристика, укорененные в организме, останутся его характеристиками навсегда. Для иллюстрации возьмем пример: Бог и религия.

Чарльз Дарвин в книге «Происхождение человека» (1871) выдвинул теорию, что «вера во всепроникающие духовные агенты кажется универсальной» и, следовательно, эта вера возникла в ходе эволюции и стала укорененной, встроенной характеристикой нашего вида. С тех пор ученые ставят эксперименты и проводят исследования, чтобы показать, почему идея Бога никогда никуда не уйдет. Антропологи обнаружили такие вещи, как общие для всех людей специфические трансцендентальные представления о смерти и загробной жизни, о счастье и несчастье, и особенно веру в волшебство, мифы, ритуалы, обожествление и другие зафиксированные в фольклоре верования. Социальные генетики на основе изучения близнецов – особенно близнецов, разлученных при рождении и выросших в разных условиях, – выяснили, что различные варианты веры в Бога и религиозности на 40–50 % генетически обусловлены. Некоторые ученые даже заявляют, что обнаружили «Божественный ген» (или, точнее, «комплекс» Божественного гена), который заставляет людей испытывать потребность в трансцендентальном духовном опыте и вере в некую высшую силу. Даже специфические элементы религиозных сказаний – такие как разрушительный потоп, непорочное зачатие, чудеса, воскрешение из мертвых – появляются независимо, вновь и вновь на протяжении всей человеческой истории и в самых разных культурах, позволяя предположить, что в самом деле у нас есть некий встроенный компонент, отвечающий за религию и веру в Бога. Я и сам придерживался этой теории. До последнего времени.

Если (и когда) мы обустроим постоянную колонию на Марсе, если ее население составят неверующие ученые с абсолютно светским мировоззрением, было бы интересно через десять (или сто) поколений проверить, вернется ли в эту популяцию Бог. Однако, пока такой эксперимент не поставлен, придется полагаться на данные исследований, которые проводятся здесь, на Земле. Что касается западного мира, то немецкая служба изучения общественного мнения Bertelsmann Stiftung в ходе своего «Религиозного мониторинга» опросила 14000 человек в 13 странах (Германия, Франция, Швеция, Испания, Швейцария, Турция, Израиль, Канада, Бразилия, Индия, Южная Корея, Великобритания и США). В большинстве этих стран была выявлена тенденция к убыванию религиозности и веры в Бога, особенно среди молодежи. Например, в Испании 85 % респондентов старше 45 лет сказали, что они умеренно или весьма религиозны, но среди участников опроса в возрасте до 29 лет таких было только 58 %. В среднем по Европе только от 30 до 50 % ответивших говорят, что религия играет важную роль в их жизни, при этом во многих европейских странах меньше трети опрошенных заявляют, что верят в Бога.

Даже в über-религиозных Соединенных Штатах опросчики обнаружили, что 31 % американцев считают себя «нерелигиозными или не слишком религиозными». Этот результат подтверждают данные, полученные в ходе опроса, проведенного в 2012 году Pew Forum: самая быстрорастущая группа с точки зрения отношения к религии в США – это «нерелигиозные» люди: их число составляет 20 % населения (33 % в страте моложе 30 лет), из них 6 % атеистов и агностиков и 14 % пока не определились. Этот показатель поражает: взрослое население США (18 лет и старше) составляет 240 млн, значит, «нерелигиозными» называют себя 48 миллионов человек, включая 14,4 млн атеистов и агностиков и 33,6 млн неопределившихся. Обнаружились также поколенческие различия, демонстрирующие заметный тренд в сторону атеизма: в «великом» поколении (родившиеся в 1913–1927 годах) таких 5 %, в «тихом» поколении (родившиеся в 1928–1945 годах) – 9 %, среди «бэби-бумеров» (1946–1964 годы рождения) – 15 %, в «поколении X» (1965–1980) – 21 %, среди «старших миллениалов» (1981–1989) – 30 %, и наконец, в поколении «младших миллениалов» (1990–1994) – 34 % неверующих.

Такие темпы дают основания прогнозировать, что категория «нерелигиозных» вырастет до 100 % к 2220 году.

Ученым пора отказаться от теории, что Бог и религия встроены в наш мозг. Как и все люди, ученые не лишены когнитивной предвзятости, которая подталкивает их мышление к тому, чтобы оно пыталось задним числом объяснять уже сложившиеся убеждения. Поэтому нам надо взглянуть на дело в длинной перспективе и сравнить сегодняшний день, скажем, с ситуацией полтысячи лет назад, когда вера в Бога была, по сути, общепринятой, или с периодом палеолита, когда наши предки, племена охотников и собирателей, хотя и практиковали самые разные суеверные ритуалы, но не верили ни в какого бога и не исповедовали никакую религию, которые хотя бы отдаленно напоминали божества или религии современных народов.

Это показывает, что религиозная вера и вера в Бога являются побочными продуктами других когнитивных процессов (например предположения о существовании некоей разумной трансцендентной силы) и культурных предпосылок (например потребности ощущать собственную принадлежность к той или иной социальной группе), которые, хотя они и встроены, могут быть устранены с помощью доводов разума и науки – точно так же, как были устранены многие предрассудки и проявления веры в сверхъестественное, которые пять веков назад разделяли даже самые образованные ученые Европы.

Например, в то время преобладающей теорией для объяснения неурожаев, погодных аномалий, болезней и разных других бед и несчастий было колдовство, и решением проблемы считалось сжигание «ведьм» на костре. Сегодня ни один человек в здравом уме в это не верит. С прогрессом научного понимания сельского хозяйства, климата, болезней и других причинных факторов – включая и роль случая – теория ведьм как причины бедствий вышла из употребления.

Так было, так будет и впредь также и с другими проявлениями концепции «укорененное – значит вечное» – такими, например, как насилие. Может быть, в нас и укоренено насилие, но мы можем значительно его смягчить, используя научно проверенные методы.

Таким образом, если вернуться к примеру, который я взял для иллюстрации, то я предсказываю, что еще через 500 лет идея Божественного промысла как причины всего выйдет из употребления, а научная теория XXI века, согласно которой идея Бога укоренена в нашем мозге и останется в нем навсегда, будет отправлена в отставку.


Атеизм как предварительное условие

Дуглас Рашкофф

Медиа-аналитик, писатель-документалист. Автор книги Present Shock[23].

Нам нет нужды приписывать всевидящему Богу сотворение жизни и материи, чтобы заметить нечто странное и удивительное, что происходит в том измерении, которое мы называем реальностью. Большинство из нас, живущих в этой реальности, ощущают, что у этого существования есть какая-то цель. Является ли это чувство цели частью исходного, изначального состояния Вселенной? Иллюзией, порожденной ДНК? Или предвестником чего-то пока не известного, что однажды возникнет из нашего социального взаимодействия? Нам еще только предстоит это выяснить. Но по крайней мере это означает, что наш жизненный опыт и наши надежды больше нельзя игнорировать и считать их лишь препятствиями на пути к правильным наблюдению и анализу.

Но безоглядная вера науки в материализм привела нас к весьма путанным умозаключениям о происхождении пространства-времени, согласно которым само время надо рассматривать всего лишь как побочный продукт Большого взрыва, а сознание (если оно вообще существует) – как побочный продукт материи. Такие нарративы вырастают из информации о продолжающейся эволюции Вселенной в сторону все большей сложности, о сингулярности, о скором появлении сознания у роботов – и сводятся в сагу не менее апокалиптическую, чем самые буквальные толкования библейских пророчеств.

Несравненно более рациональный подход – и не в такой степени пропитанный логикой волшебной сказки – это работать с возможностью того, что время существовало и до возникновения материи и что сознание – не столько следствие физической реальности, сколько ее провозвестник.

Раз и навсегда приняв безбожие в качестве основополагающего принципа научного мышления, мы лишаем себя возможности признать факт необычайной свежести и уникальности человеческого сознания, его потенциальную непрерывность во времени и возможность того, что у него есть своя собственная цель.


Эволюция «истинна»

Роджер Хайфилд

Директор по внешним связям Science Museum Group. Соавтор (с Мартином Новаком) книги Super Cooperators («Суперкооператоры»).

Политики, поэты, философы и религиозные люди любят рассуждать об Истине. По контрасту с ними большинство ученых сочли бы преувеличением описывать область своих исследований как «истинную», хотя все они ищут истину в математическом смысле этого слова. Например, квантовая теория истинна в том смысле, что один эксперимент за другим подтверждают ее предсказания о том, как устроен мир, – и это несмотря на ее странность, нестройность и алогичность. Подобным же образом, когда я изучал химию в университете, мне никогда не говорили об «истинности» периодической таблицы, хотя я и восхищался тем, как Менделеев уловил электронную структуру атомов. Но почему же некоторые биологи начинают так много говорить об истине, как только речь заходит об эволюции? В конце концов, вряд ли абсолютно все, что написано об эволюции, можно назвать истинным. Это ошибочно – пытаться противопоставить иррациональной вере риторику об Истине.

От концепции разумного замысла и других креационистских аргументов ученым удалось легко отбиться, а факты эволюции надежно подтверждены лабораторными исследованиями, ископаемыми останками, данными ДНК и компьютерным моделированием. Если биологи-эволюционисты действительно являются Искателями Истины, то они должны больше сосредоточиться на поиске математических закономерностей биологии, следуя по стопам таких гигантов, как Сьюэл Райт, Дж. Б. С.Холдейн, Рональд Фишер, и других.

Беспорядочность биологии делает довольно трудным выяснение математических основ эволюции. Возможно, законы биологии являются дедуктивным следствием законов физики и химии. Возможно, естественный отбор – это не статистическое следствие физики, а новый и фундаментальный физический закон. Как бы то ни было, но в биологии не очень просматриваются те универсальные истины – «законы», – на которые опираются физика и химия.

Мало что изменилось с тех пор, как десять лет назад покойный и великий Джон Мэйнард Смит написал главу о теории эволюционной игры для книги о самых мощных уравнениях науки: в этой главе не было ни единого уравнения. Однако имеется уже много математических формулировок биологических процессов, и в эволюционной биологии наверняка наступит тот день, когда студенты в дополнение к законам движения Ньютона будут изучать уравнения жизни.

Более того, если физика являет собой пример того, как должна выглядеть зрелая научная дисциплина – которая не тратит время и силы на борьбу с идеями креационистов, – мы также должны отказаться от слепой привязанности к мысли, что механизмы эволюции – это истины, которые не подлежат обсуждению. Тяготение, как и эволюция, существует, но ньютоновский взгляд на тяготение был затем поглощен другой концепцией, которую 100 лет назад сформулировал Эйнштейн. Однако даже и сегодня продолжаются дебаты о том, не придется ли нам вновь модифицировать свое понимание гравитации, когда мы наконец разгадаем природу темной Вселенной.


В квантовом мире нет реальности

Антон Цайлингер

Физик, Венский университет и Институт квантовой оптики и квантовой информации. Президент Австрийской академии наук. Автор книги Dance of the Photons («Танец фотонов»).

От чего нам следует отказаться, так это от идеи, что в квантовом мире нет никакой реальности. Эта идея возникла, возможно, по двум причинам: (1) потому что мы не всегда можем точно оценить то или иное физическое свойство; (2) потому что в широком спектре интерпретаций квантовой механики есть такие, которые предполагают, что квантовое состояние не описывает внешней реальности и что ее свойства, скорее, появляются в сознании наблюдателя. Поэтому сознание играет решающую роль.

Давайте рассмотрим знаменитый эксперимент с интерференцией на двойной щели. Такие или подобные эксперименты проводились не только с отдельными фотонами (или с другими видами частиц – нейтронами, протонами или электронами), но даже с пучками очень больших частиц, таких как сферические молекулы углерода C 60 или C 70, известных как фуллерены. В правильно поставленном эксперименте вы увидите на экране позади двух щелей картину распределения фуллеренов с характерными максимумами и минимумами, возникающими из-за интерференции волн вероятности при их прохождении через обе щели. Но (вслед за Эйнштейном в его знаменитом споре с Нильсом Бором) мы можем спросить: «Через какую же щель проходит данная конкретная молекула-фуллерен?» Разве не естественно было бы предположить, что каждая молекула должна проходить либо через одну щель, либо через другую?

Квантовая физика не считает такой вопрос осмысленным. Мы не можем считать, что у частицы есть какое-то определенное положение, до тех пор пока не проведем эксперимент, позволяющий нам его однозначно определить. Пока мы этого не сделали, вопрос о положении фуллерена – и, соответственно, о том, через какую из щелей он прошел, – не имеет смысла.

Предположим теперь, что мы измерили положение конкретной частицы в пучке фуллеренов. Теперь у нас есть ответ. Мы знаем, где частица: она проходит либо через одну щель, либо через другую. В этом случае координата частицы является элементом реальности, и можно сказать, что квантовая физика описывает эту реальность. Но вот что интересно: приобретая точное знание одного рода (то есть знание координаты частицы), мы теряем знание другого рода (а именно знание, закодированное в интерференционной картине).

В какой момент тут вмешивается наше сознание? Квантовая механика говорит нам, что частица – до того как проведены какие-либо наблюдения над ней, – находится в суперпозиции состояний, соответствующих прохождению частицы через каждую из двух щелей. Если теперь установить два детектора, по одному у каждой из щелей, то либо один из них, либо другой зарегистрирует частицу. Но тут квантовая механика говорит нам, что в этом случае в момент измерения сам измерительный прибор оказывается в перепутанном состоянии с частицей, состояние которой определяется ее близостью к соответствующей щели, и следовательно, этот измерительный прибор и сам перестает быть вполне классическим – по крайней мере в принципе. Это перепутанное состояние сохраняется до тех пор, пока наблюдатель не зарегистрирует результат. Так что, если мы примем подобный ход рассуждений, получается, что это сознание наблюдателя формирует реальность.

Но нам не обязательно заходить так далеко. Достаточно допустить, что квантовая механика просто описывает вероятности возможных результатов измерений. Тогда получается, что наблюдение обращает возможность в действительность – или, в нашем случае, положение фуллерена превращается в количественную величину, о которой можно осмысленно рассуждать. Но точно определено его положение или нет, фуллерен всё равно существует. В эксперименте с двойной щелью он реален – пусть даже мы не можем точно сказать, где именно он находится.


Пространство-время

Стив Гиддингс

Физик-теоретик, Университет штата Калифорния в Санта-Барбаре.

Всегда считалось, что явления, которые описывает физика, разворачиваются на сцене пространства и времени. Специальная теория относительности объединила эти категории в единый пространственно-временной континуум, а общая теория относительности учит, что это пространство-время искривляется и растягивается, не утрачивая своей фундаментальной роли. Однако необходимость дать квантово-механическое описание реальности ставит под вопрос саму идею фундаментальности пространства и времени.

В частности, мы столкнулись с проблемой согласования принципов квантовой механики и теории гравитации. Сначала физики думали, что такое соединение приведет к появлению очень сильных флюктуаций пространства-времени, вплоть до полной утраты им какого-либо смысла, хоти и на очень малых расстояниях. Но попытки согласовать квантовую механику с теорией относительности вызвали и более основательные сомнения в фундаментальной роли пространства-времени. Эта проблема выходит на первый план, когда мы изучаем черные дыры и эволюцию вселенной. Структура пространства-времени также кажется проблематичной на очень больших расстояниях.

Квантовая механика выступает как неотъемлемый элемент физики и удивительным образом не поддается модификации. Если квантовые принципы управляют природой, то кажется вероятным, что пространство-время вырастает из более фундаментальных квантовых структур – и его возникновение, вероятно, можно грубо сравнить с возникновением поведения жидкости из взаимодействия атомов.

Проблема фундаментальности пространства-времени встает еще острее, если рассматривать ее в перспективе новых направлений науки. Среди них сто́ит особо отметить физику черных дыр: выясняется, что, если их эволюция учитывает квантовые принципы, она должна нарушать классический постулат пространства-времени, согласно которому информация не может распространяться быстрее скорости света. В стандартной картине пространства-времени что-то явно не сходится. Свидетельства этому множатся, когда мы рассматриваем крупномасштабную структуру Вселенной с учетом квантовых принципов и присутствия темной энергии. Здесь пространство-время тоже должно испытывать сильные квантовые флюктуации на очень больших расстояниях и из-за этого терять смысл. Дополнительные сложности возникают при попытках построить математическую теорию флюктуирующего пространства-времени.

Необходимость отправить в отставку классическую идею пространства-времени в качестве фундаментального понятия очевидна и основательна – и явного преемника для нее пока не видно. Есть различные способы интерпретировать тот факт, что законы природы в конечном счете оказываются квантовыми. Некоторые из них выглядят перспективными, но ни один пока не смог разрешить загадок, над которыми мы бьемся десятки лет, – загадок черных дыр и космологии. Появление такого преемника может стать ключевым элементом следующей крупной революции в физике.


Одна Вселенная

Аманда Гефтер

Научный обозреватель, консультант журнала New Scientist. Автор книги Trespassing on Einstein’s Lawn[24].

У физиков есть освященная временем традиция поднимать на смех наши самые важные интуитивные представления. Теория относительности Эйнштейна заставила нас отказаться от понятия абсолютного пространства и времени, а квантовая механика – чуть ли не от всех остальных понятий. И все же одна упрямая идея устояла: это идея Вселенной.

Разумеется, с годами наша картина Вселенной эволюционировала – ее история динамична, она расширяется с самого зарождения, и это расширение ускоряется. Нашу Вселенную даже низвели до всего лишь одной из множества ячеек Мультивселенной, состоящей из бесконечных вселенных, навеки разделенных горизонтами событий. Но мы всё еще цепляемся за веру в то, что мы, обитатели Млечного Пути, живем в едином пространстве-времени, нашем общем уголке космоса – в нашей Вселенной.

В последние годы, однако, идея единого и общего пространства-времени предложила физике новую головоломку – стремительно нарастающий информационный парадокс. Первый сигнал того, что что-то неладно, подал Стивен Хокинг в своей эпохальной работе 1970-х годов, в которой он показал, что черные дыры излучают и поэтому постепенно испаряются, исчезая из Вселенной и, предположительно, унося с собой какую-то квантовую информацию. А между тем квантовая механика исходит из того, что информация в принципе не может быть потеряна.

Возникает парадоксальное противоречие. Однажды упав в черную дыру, информация не может выбраться назад, если только ее скорость не выше скорости света, что противоречило бы теории относительности. Следовательно, единственный способ сохранить информацию – это показать прежде всего, что она никогда не падала в черную дыру.

С точки зрения ускоряющегося наблюдателя, который остается вне черной дыры, сделать это не так уж трудно. Находясь в этом положении, он видит, что, благодаря релятивистским эффектам, информация по мере приближения к черной дыре растягивается и замедляется, а потом испепеляется жаром излучения Хокинга, не успев пересечь горизонт.

Однако совсем другое дело – движущийся по инерции наблюдатель, который падает в черную дыру, проходит через горизонт и при этом не замечает никаких странных релятивистских эффектов хокинговской радиации – спасибо принципу эквивалентности Эйнштейна. Для этого наблюдателя информация спокойно проваливается в черную дыру – иначе у теории относительности возникнут проблемы. Иными словами, чтобы соблюсти все законы физики, нужно, чтобы всякий бит информации оставался вне черной дыры, пока его клон падает в черную дыру. Кстати, чуть не забыла кое-что напоследок: квантовая механика запрещает клонирование.

Стэнфордский физик Леонард Сасскинд в конечном счете разрешил информационный парадокс, настаивая на том, что мы должны ограничить свое описание мира либо частью пространства-времени по эту сторону от горизонта черной дыры, либо внутренностью черной дыры. Каждое описание внутренне непротиворечиво – законы физики окажутся нарушены только в том случае, если говорить сразу и о том, и о другом. Это явление стали называть обобщенной дополнительностью, и оно говорит нам, что внутренность черной дыры и ее окрестности – это не составные части единой Вселенной. Это две вселенные, но только совершенно разного рода.

С помощью обобщенного принципа дополнительности удавалось справляться с информационным парадоксом до 2012 года, когда физическое сообщество было потрясено новой, еще более мучительной головоломкой – так называемым парадоксом файрвола (firewall paradox). В этом случае два наших наблюдателя сталкиваются с противоречащими друг другу квантовыми описаниями одного и того же бита информации, но теперь противоречие возникает, когда оба наблюдателя находятся по одну сторону от горизонта, еще до того, как инерционный наблюдатель проваливается внутрь него. То есть когда они, вероятно, находятся в одной и той же Вселенной.

Физики начинают приходить к мысли, что наилучшим решением парадокса файрвола мог бы стать сильный принцип обобщенной дополнительности – то есть мы ограничили бы наши описания не только различными областями пространства-времени, разделенными горизонтами, но и системами отсчета индивидуальных наблюдателей, где бы те ни находились – как если бы у каждого наблюдателя была его или ее собственная Вселенная.

Первая формулировка принципа обобщенной дополнительности поставила под серьезное сомнение возможность существования Мультивселенной. Если вы нарушаете физические законы, описывая две области, разделенные горизонтом, то представьте, что случится, если вы начнете описывать бесконечное число областей, разделенных бесконечным числом горизонтов! Это значит, что сильный принцип обобщенной дополнительности подрывает уже возможность единой, общей для всех Вселенной. На первый взгляд может показаться, что она могла бы создать особый тип Мультивселенной, но это не так. Да, есть множество наблюдателей, и да, вселенная каждого из этих наблюдателей ничем не хуже других.

Но если вы хотите оставаться в рамках законов физики, то в каждом конкретном случае можно говорить только об одной Вселенной. Что в действительности означает, что в конкретный момент существует только одна Вселенная. Это космический солипсизм.

Отправить Вселенную в досрочную отставку – весьма радикальный жест, так что взамен хотелось бы получить что-нибудь интересное с точки зрения научного прогресса. Думаю, мы это получим. Например, прольется какой-то свет на обескураживающе низкую по мощности квадрупольную составляющую реликтового излучения, что указывает на отсутствие температурных колебаний в диапазоне более 60 градусов, ограничивая размер пространства в точности размером нашей наблюдаемой Вселенной – словно реальность внезапно остановилась на пределе возможностей наблюдения.

Что еще важнее, отказ от идеи Вселенной может улучшить наш концептуальный подход к квантовой механике. Квантовая механика не дается пониманию, поскольку она позволяет вещам парить в суперпозициях взаимоисключающих состояний: например, когда фотон проходит одновременно через одну щель и через другую щель или когда кот одновременно мертв и жив. Это бросает вызов всей нашей формальной логике, построенной на булевой алгебре высказываний. Эта логика – просто насмешка над законом исключенного третьего. Хуже того: когда мы действительно наблюдаем что-то, суперпозиция исчезает и перед нами чудесным образом разворачивается единая реальность.

Если отказаться от идеи Вселенной, все это начинает выглядеть чуть менее похожим на чудо. В конце концов, суперпозиции – это всего лишь наложения систем отсчета. В любой отдельной системе отсчета жизненно важные системы какого-либо животного точно определены. Кот может быть одновременно живым и мертвым, только если вы пытаетесь применить одновременно несколько систем отсчета, исходя из ложной предпосылки, что все они являются частями одной и той же Вселенной.

Наконец, отставка идеи Вселенной может дать нам некоторые полезные подсказки, в то время как физики продвигаются вперед в изучении квантовой гравитации. Например, если у каждого наблюдателя есть своя собственная вселенная, значит, у каждого наблюдателя есть свое собственное гильбертово пространство, свой собственный космический горизонт и своя собственная версия голографии. В этом случае от теории квантовой гравитации требуется, чтобы она дала нам набор согласованных условий, которые можно соотнести с тем, что различные наблюдатели могут экспериментально измерить.

Корректировать свои интуитивные догадки и приспосабливаться к странным истинам, открытым физикой, никогда не бывает легко. Но нам придется смириться с идеей, что есть моя вселенная и есть ваша вселенная – но нет такой вещи, как единая Вселенная.


Частица Хиггса закрывает главу в физике частиц

Хаим Харари

Физик, председатель правления Дэвидсоновского института научного образования, бывший президент Института Вейцмана. Автор книги A View from the Eye of the Storm («Вид из глаза бури»).

Обнаружение частицы Хиггса (она же Божественная частица, она же, по словам Леона Ледермана, Дьявольская частица) предположительно закрывает главу в утверждении Стандартной модели физики частиц – так, во всяком случае, можно прочесть в газетах и услышать в заявлениях из Стокгольма. Теоретическое предсказание этой частицы в середине 1960-х и в самом деле было важным шагом в развитии Стандартной модели. Но в действительности ее обнаружение не отвечает ни на один из остающихся открытыми вопросов, которые не дают покоя теоретикам модели последние 30 лет.

Природа учит нас, что все сущее (впрочем, не все – как насчет темной материи и темной энергии?) сделано из 6 типов кварков (почему 6?) и 6 типов лептонов (почему тоже 6? почему то же самое число?). Они выстроены по четкому шаблону, который в точности повторяется (почему?) 3 раза (почему 3?). Все частицы этой дюжины типов частиц имеют положительный или отрицательный электрический заряд, точно кратный одной трети заряда электрона с множителем 0, 1, 2 или 3 (почему только эти и никакие другие заряды? И почему заряд кварка вообще связан с зарядом лептона?). Массы частиц могут быть описаны только примерно 20 свободными параметрами, не связанными друг с другом и, кажется, взятыми из результатов некой причудливой космической лотереи, различаясь между собой почти на 10 порядков.

Да, теория Хиггса дает нам соблазнительный механизм, который позволяет частицам получить массу и перестать быть безмассовыми. Но как раз это создает проблему. Почему именно эти массы? Кто выбрал именно эти цифры и почему? Может ли быть такое, что вся физика – и, соответственно, вся наука – основывается на том, что вся материя Вселенной создана из дюжины объектов с совершенно случайной массой, причем ни у кого нет ни малейшего представления об их происхождении?

Эти загадочные параметры массы предположительно отражают ту силу, в которой частица Хиггса «спаривается» с кварками и лептонами. Но это все равно что сказать, что вес дюжины людей отражает тот факт, что, когда они встают на весы, на шкале появляются определенные цифры. Не очень-то удовлетворительное объяснение. Основной вопрос Стандартной модели – тот же, что и вообще у физики: «А что дальше?» Что-то должно последовать за Стандартной моделью, что-то, что разрешит загадку темной материи, темной энергии, массы частиц и их простого, четкого и систематически повторяющегося шаблона.

Частица Хиггса не дает абсолютно ничего нового для решения этих загадок, если только не принять в качестве окончательного ответа, что частица Хиггса – это действительно Божественная частица и что исключительно по Божественному произволению частицы имеют такие именно массы, а не другие. Или, возможно, это не один Бог, а дюжина богов с разными числовыми предпочтениями. Хорошая новость состоит в том, что впереди нас ждут захватывающие открытия, которые расшифруют базовую структуру всего сущего за пределами той временно́й картины, которую предлагает нам Стандартная модель. У нас еще точно нет Теории Всего – еще и близко не лежало.


Эстетическая мотивация

Сара Демерс

Физик, доцент Йельского университета.

У Стандартной модели физики частиц есть эстетические недостатки, которые заставляют нас спрашивать: почему в ней так много свободных параметров? Почему не существует единой, элегантной фундаментальной силы, которая отвечает за все силы? Почему имеется именно по три поколения у кварков и у лептонов? Почему, раз уже механизм возникновения масс у элементарных частиц нами открыт, взаимодействие всех прочих полей с полем Хиггса так сильно отличается от всех прочих взаимодействий, порождая такой огромный диапазон масс? Почему возникает еще более растянутый диапазон фундаментальных взаимодействий? Потенциальная опасность, которую заключает в себе каждый из этих вопросов, заключается в ответе: «Просто так уж это устроено».

Помимо этой эстетической озабоченности, мы видим противоречия между предсказанием и наблюдением в исследованной Вселенной. Мы пока не нашли источник энергии, которая питает ускоряющееся расширение; нам не хватает барионной материи для того, чтобы объяснить астрономические наблюдения. Мы живем в большом кармане этой материи, который не должен был бы пережить аннигиляцию. Куда бы мы ни посмотрели, мы везде видим доминирование материи над антиматерией – и не видим подходящей причины, которая могла бы объяснить эту асимметрию. Может быть, мы никогда не найдем решений этого набора проблем, но очевидно, что каждая из них требует как минимум дополнительной настройки, а еще лучше – фундаментальной переработки существующих моделей. То есть недостатком изящества дело не исчерпывается.

Экспериментаторы, и я в том числе, пытаются построить эстетически мотивированные (или хотя бы отчасти эстетически мотивированные) теории. После нескольких лет работы Большого адронного коллайдера на грани достижимых энергий и множества точнейших измерений, проведенных над частицами, ядрами и атомами во всем мире, в пространстве параметров «новой физики» были исключены целые обширные области. Теоретики реагировали на это поворотами и дилатациями в своих моделях, приспосабливая их к новым условиям и вынуждая нас работать во все более сложных условиях эксперимента.

Такой обмен казался полезным и определенно был забавным. Тесное взаимодействие обеспечило быстрый прогресс в проверке новых идей. Хотя поиски физики не-Стандартной модели привели скорее к новым ограничениям, нежели к открытию, это было захватывающе интересно – проводить измерения, которые могли бы дать свидетельства в пользу Теории Великого Объединения – то есть теории, которая, в отличие от Стандартной модели, объединившей три фундаментальных взаимодействия, объединила бы все четыре. Однако в нашу эру ограниченных ресурсов требуется более скрупулезная работа мысли. Самое время критически пересмотреть наши теоретические основы.

Включение доводов красоты в научный инструментарий позволило совершить огромные скачки вперед. Стремление к элегантности решений снова и снова помогало ученым открывать основополагающие структуры. Именно благодаря красоте науки многие из нас решили стать учеными. Я не хочу сказать, что мы должны навсегда отказаться от эстетического аргумента. Но в физике частиц мы сейчас переживаем период, очень богатый новыми данными – после многих лет, когда эти данные были весьма скудны (во всяком случае, на переднем крае изучения энергии).

В научной практике сейчас нет ничего более важного, чем позволить этим данным сказать свое решающее слово, а данные, которыми мы располагаем, могут многое сообщить о стандартной модели. Еще больше зависит от того, какие эксперименты мы решим проводить в будущем.

На этом этапе при 96 % «темного» содержимого Вселенной (материи и энергии) было бы ошибкой считать, что эстетические соображения в качестве аргумента в пользу той или другой теории могут как-то уравновесить противоречия. У нас пока нет объяснения темной энергии, у нас нет экспериментального подтверждения существования темной материи, нам пока непонятен механизм асимметрии материя – антиматерия – пока у нас так много пробелов, нам не стоило бы так уж заботиться об элегантности. Теоретики будут продолжать искать Теорию Великого Объединения, добиваясь прогресса в том числе через развитие математики. У экспериментаторов есть возможность и обязанность указать направление для этих поисков, продолжая свою агностическую охоту за противоречиями между нашими данными и предсказаниями Стандартной модели. Разумеется, это включает и доскональное измерение новооткрытого бозона Хиггса.

Мы готовы признать, что некоторые из моделей, разработанных нашими блестящими коллегами-теоретиками, могут оказаться чем-то вроде длинного паса наудачу, который неожиданно завершается изумительным (по-настоящему изумительным!) голом. Но больше похоже на то, что на следующий, значительно более высокий уровень познания мы поднимемся не в результате случайной удачи: нас заставят туда подняться жестко, болезненно детерминированные экспериментальные данные.


Естественность, иерархия и пространство-время

Мария Спиропулу

Профессор физики, Калифорнийский технологический институт.

Концепции «естественности», иерархии и пространства-времени в том виде, в каком они сегодня приняты в физике, будут отправлены в отставку скорее раньше, чем позже.

«Стратегия» естественности и «проблема» иерархии в построении теоретических моделей для теорий, расширяющих Стандартную модель частиц и их взаимодействий (назовем ее в духе Дэвида Гросса Стандартной теорией, СТ), рассыпаются в пыль при измерениях недавно открытого хиггсоподобного бозона. Я буду называть эту частицу хиггсоподобной, пока она не будет исчерпывающе измерена на Большом адронном коллайдере. Тем не менее мы уже выдумали сценарий того, как все должно выглядеть с появлением хиггсовского элементарного скалярного поля, – сценарий, которому реальный мир, кажется, вовсе не собирается следовать.

Итак, рабство, в которое нас загнала необходимость быть «естественными», а не «тонко настроенными» (субъективные идеи, которые надо было отвергнуть уже давно), отменяется прямо на наших глазах, а путь к высокой энергии может оказаться на удивление более сложным, чем мы предполагали.

К концу этого пути (а конца может и не быть, если дорога опишет кривую и мы вернемся в исходную точку) гравитация и пространство-время тоже окажутся в беспорядочной куче старомодных, безумных физических идей и нам тоже придется их обновить – или даже вовсе от них избавиться.

Из физических идей, связанных с этой темой, может в том числе рассы́паться идея о том, что темная материя состоит из частиц. Уже на подходе масштабные революции (и открытия), касающиеся фундаментальных свойств нашей квантовой Вселенной.


Ученые должны узнать все, что поддается научному познанию

Эд Реджис

Писатель, популяризатор науки. Соавтор (с Джорджем Чёрчем) книги Regenesis («Новое сотворение мира»).

В 1993 году нобелевские лауреаты по физике Стивен Вайнберг и Леон Ледерман опубликовали книги, в которых предполагали, что строящийся в Ваксахачи, штат Техас, 54-мильный ускоритель частиц, Сверхпроводящий суперколлайдер (ССК), будет в состоянии обнаружить неуловимый бозон гипотетического скалярного поля Хиггса. Ледерман – отчасти в шутку – именовал бозон Божественной частицей (книги Вайнберга и Ледермана назывались соответственно Dreams of a Final Theory («Мечты об окончательной теории») и The God Particle («Божественная частица»)). По какому-то удивительно несчастливому совпадению обе книги вышли как раз в тот момент, когда Конгресс США принял решение окончательно и бесповоротно закрыть финансирование проекта суперколлайдера.

Может, это было и к лучшему, поскольку в 2012 году ученые обнаружили бозон Хиггса с помощью инструмента гораздо меньшего размера – 17-мильного Большого адронного коллайдера (БАК) в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) под Женевой.

Новое открытие в науке часто ставит сразу несколько новых вопросов. Не стал исключением и бозон Хиггса. Почему у этой частицы именно такая масса? Не состоит ли бозон Хиггса из каких-то иных, «более элементарных», частиц, которые позволят объяснить некоторые его свойства? Может быть, помимо бозона Хиггса надо ожидать открытия еще каких-то подобных частиц? К сожалению, в теории элементарных частиц поиск ответов на подобные вопросы становится все более дорогим, непозволительно дорогим. К тому моменту, как проект ССК был отменен, его предполагаемая стоимость выросла с изначальных 3,9 млрд долларов до 11 млрд с лишним в 1991 году. Но вот насколько на самом деле ценны ответы на все новые вопросы о частице Хиггса? Например, сколько бы вы заплатили за такие ответы, если оптимистично предположить, что вы вообще способны понять вопросы типа «как бозон Хиггса объясняет (если объясняет) феномен спонтанного нарушения симметрии электрослабых взаимодействий»?

Наука уже давно достигла такого уровня, что некоторые виды нового знания можно получить только путем строительства приборов столь абсурдно космических масштабов, что это даже комично. Стоимость этих устройств также вполне космическая. В этом плане имеет смысл задаться вопросом: а действительно ли нам нужно знание, которое можно добыть только с помощью этих питающихся долларами левиафанов?

Явно не смущенные отказом Конгресса от финансирования суперколлайдера, ученые из Лаборатории Ферми (ускоритель которой был сравнительно маленьким и слабым – всего 4 мили) в 2001 году всерьез носились с идеей создания Очень Большого адронного коллайдера (ОБАК) – громадного чудища с окружностью 233 километра (145 миль). Этот исполинский объект занимал бы площадь на 400 квадратных миль больше, чем весь штат Род-Айленд.

Летом 2013 года, через год после открытия бозона Хиггса, группа физиков-специалистов по частицам собралась в Миннеаполисе и предложила создать 62-мильный коллайдер, который, как они заявили, позволил бы «изучить косвенные эффекты новой физики на W- и Z-бозоны, топ-кварк и другие системы»[25]. Такие предложения множатся как спам, мусорная почта или ползучие сорняки. Но рано или поздно чаша нашего терпения переполняется – даже в науке, которая, между прочем, тоже не является какой-то священной коровой.

В конце концов, это просто глупо: платить все больше – причем платить вечно, бесконечно, снова и снова – за все меньший объем знаний о гипотетических крупинках материи, которые уводят далеко в бесконечно малое на границу с абсолютным Ничто.

Физики, занимающиеся изучением фундаментальных частиц, явно никогда не слышали ни о «пределах роста», ни о каких-либо иных пределах. Но им точно надо познакомиться с этой концепцией, потому что фундаментальное не всегда и не автоматически важнее практического. Каждый доллар, потраченный на сверкающий новый мегаколлайдер, – это доллар, который уже не может быть потрачен на другие вещи, такие как больницы, разработка вакцин, предотвращение эпидемий, помощь пострадавшим от стихийных бедствий и так далее. Ускоритель частиц размером с небольшую страну явно уходит далеко за сколько-нибудь приемлемый финансовый горизонт, и вряд ли разумно приносить в жертву столь огромные средства ради крохотных подвижек в тайном, теоретическом, почти каббалистическом знании.

В некрологе Сверхпроводящему суперколлайдеру (Good-bye to the SSC, «Прощание с ССК») историк науки Дэниел Кевлс пишет, что фундаментальные исследования в физике следует продолжать, «но не любой ценой»[26]. Я с этим согласен. Некоторые научные знания просто не стоят затраченных на них средств.


Фальсифицируемость

Шон Кэрролл

Физик-теоретик, Калифорнийский технологический институт. Автор книги The Particle at the End of the Universe[27].

В мире, где научные теории часто выглядят странно и вступают в явное противоречие с интуицией, а абсурд в самом широком ассортименте пытается добиться признания в качестве «научной» истины, возникает проблема различения науки и не-науки – философы называют это «проблемой демаркации». Карл Поппер предложил знаменитый критерий фальсифицируемости: научной может считаться только такая теория, предсказания которой могут быть однажды опровергнуты.

Это ценная идея, но она далеко не полностью закрывает проблему. Поппера интересовали такие теории, как психоанализ Фрейда и политэкономия Маркса, которые он считал ненаучными. Вне зависимости от того, что на самом деле происходит с человеком или обществом, заявлял Поппер, подобные теории всегда смогут рассказать историю, в которой факты будут соответствовать теоретическим предположениям. Поппер противопоставлял им теорию относительности Эйнштейна, которая дала конкретные количественные предсказания, значительно опередившие свое время. (Одно из предсказаний общей теории относительности заключалось в том, что Вселенная должна расширяться или сжиматься, и это побудило Эйнштейна усовершенствовать теорию, потому что сначала он думал, что Вселенная на самом деле статична. Так что даже из этого примера видно, что критерий фальсифицируемости не так однозначен, как кажется.)

Современная теоретическая физика простирается в области, весьма далекие от повседневной жизни, и иногда ее связь с экспериментом становится, мягко говоря, неубедительной. Теория струн и другие подходы к проблеме квантовой гравитации включают феномены, которые, похоже, могут проявить себя только при энергиях, в громадной степени превосходящих те, которые доступны нам здесь, на Земле. Мультиверс в космологии и многомировая интерпретация квантовой механики постулируют существование реальностей, доступ к которым для нас невозможен. Некоторые ученые, опираясь на Поппера, предположили, что эти теории ненаучны, поскольку в принципе не опровергаемы.

Однако верно прямо противоположное. Независимо от того, можем ли мы их наблюдать непосредственно, объекты, которыми оперируют эти теории, либо реальны, либо нет. Отказ от рассмотрения самой возможности их существования – хотя они могут играть важнейшую роль в мироустройстве, – исходя из некоего априорного принципа, сам по себе совершенно ненаучен.

Критерий фальсифицируемости указывает на нечто истинное и важное в устройстве науки, но он превращается в слепое орудие в ситуации, которая требует тонкости и точности. Правильнее сделать акцент на двух главных чертах хорошей научной теории: однозначности ее предсказаний и возможности их экспериментальной проверки. Первое подразумевает, что теория сообщает нам нечто ясное и недвусмысленное о том, как функционирует реальность. Теория струн говорит, что в некоторых областях пространства ее параметров обычные частицы ведут себя как замкнутые или разомкнутые одномерные струны.

Релевантное пространство параметров может быть недоступным для нас, но оно является неотъемлемой частью теории. В мультиверсе обязательно должны быть области с отличными от нашей Вселенной свойствами – пусть даже для нас эти области и недостижимы. Вот что отличает подобные теории от концепций, которые Поппер пытался классифицировать как ненаучные. (Сам Поппер понимал, что научные теории должны быть опровергаемыми «в принципе», но об этом уточнении часто забывают в современных дискуссиях.)

Вторая черта хорошей научной теории требует более осторожного подхода. На первый взгляд, ее легко спутать с утверждением, что научная теория «делает предсказания, которые можно экспериментально опровергнуть». Но в реальном мире взаимоотношения между теорией и экспериментом совсем не так банальны. В конце концов, научная теория оценивается по ее способности объяснять факты – но путь к этому объяснению не обязан быть прямым.

Возьмем концепцию Мультивселенной, в которой часто видят потенциальное решение тонких проблем современной космологии. Например, мы верим, что в пустом пространстве присутствует малая, но не нулевая вакуумная энергия. Это ведущая теория для объяснения наблюдаемого ускоренного расширения Вселенной, за открытие которого в 2011 году была присуждена Нобелевская премия по физике. Проблема для теоретиков заключается не в том, что ненулевую энергию вакуума трудно объяснить; она в том, что предсказываемое теорией значение этой энергии значительно больше той, которую мы наблюдаем.

Если Вселенная, которую мы видим вокруг себя, – единственная, то энергия вакуума – это универсальная константа, единая для всей природы, и перед нами стоит необходимость ее объяснения. Если, с другой стороны, мы живем в Мультивселенной, то энергия вакуума может быть совершенно разной в разных ее областях (частных вселенных), и на ум сразу приходит объяснение: там, где энергия слишком велика, условия неблагоприятны для существования жизни. Срабатывает эффект отбора, и нам приходится предсказать малую величину энергии вакуума. Именно такая цепочка рассуждений привела Стивена Вайнберга к предсказанию ее величины задолго до того, как было открыто ускоренное расширение Вселенной.

Мы не можем (насколько нам известно) непосредственно наблюдать другие области Мультивселенной (частные вселенные), но их существование самым серьезным образом сказывается на том, как мы оцениваем данные в той области Мультивселенной, которую мы наблюдаем. Именно в этом смысле успех или крах теории являются абсолютно эмпирическими: ее ценность заключается не в том, что она тонко продумана или дополняет некий недостаточно ясный аргумент, а в том, что она помогает нам оценивать данные. Даже если мы никогда не посетим эти другие частные вселенные.

Наука – это не просто построение теорий бездельником, развалившимся в мягком кресле. Наука должна объяснять мир, который мы видим, создавать модели, которые согласуются с фактами. Но согласование моделей к данным – это сложный и многогранный процесс, включающий компромиссы между теорией и экспериментом, а также и постепенное развитие теоретического понимания как такового. В сложных случаях такие лозунги, как «теория должна быть опровергаема», способные уместиться на записочке из китайского печенья с предсказанием, не могут заменить ответственных размышлений о том, как работает наука. К счастью, наука идет вперед, по большей части не обращая внимания на любительское философствование. Если теория струн и теории Мультивселенной помогают нам понять мир, то их признание будет расти. Если они окажутся слишком неопределенными или появятся лучшие теории, то от них откажутся. Этот процесс может быть беспорядочным, но наш главный проводник – сама природа.


Антианекдотизм

Николас Карр

Журналист. Автор книги The Glass Cage: Automation and Us («Стеклянная клетка: автоматизация и мы»).

Мы живем случайностями, продвигаясь от рождения к смерти через череду случайных событий, но ученые всегда готовы развенчать ценность случайного и частного. Слово «частный» стало чем-то вроде ругательства, во всяком случае когда оно применяется как характеристика результатов научного исследования или других попыток опытного познания реальности. С подобной точки зрения любой частный случай, любой анекдот воспринимаются как отвлекающие от сути дела или искажающие его, как помеха, встающая на пути более обширного и статистически строгого анализа большого набора наблюдений или большого комплекта данных. Однако вопрос, поставленный в этом году на портале Еdge.org, ясно показывает, что линия, разделяющая объективное и субъективное, далеко не дотягивает до евклидова идеала. Это можно обсуждать. Эмпирическое, если оно претендует хотя бы на какую-то полноту картины, должно оставить место и для статистически значимого, и для частного и случайного.

Опасность пренебрежения случайным состоит в том, что наука слишком удаляется от реального жизненного опыта, теряя из вида тот факт, что средние математические и тому подобные измерения – это всегда абстракции. В последнее время некоторые известные физики усомнились в необходимости философии, намекая, что научный дискурс доказал ее отсталость. Интересно, не является ли это симптомом антианекдотизма? Философы, поэты, художники – а среди сырья, из которого они созидают, есть и анекдот, – остаются, даже в большей степени, чем ученые, нашими лучшими проводниками к пониманию того, что значит существовать.


Философия больше не нужна – ведь у нас есть наука

Ребекка Ньюбергер Голдстейн

Философ, писатель. Автор книги Plato at the Googleplex («Платон в штаб-квартире Google»).

Философию пора списывать в утиль – в этом, как часто говорят, одно из следствий научного прогресса. В самом деле, исторически наука постоянно получала в наследство – и со всей определенностью решала – проблемы, над которыми философы тщетно бились невыразимое количество времени. Так было с самого начала. Еще неугомонные древние греки, Фалес и компания, размышляя о главных элементах физического мира и о законах, управляющих его изменениями, задавали вопросы, которым пришлось подождать ответов от физиков и космологов. Так и повелось: наука преобразовывала капризы философии в эмпирически проверяемые теории – вплоть до нашего времени, эпохи взрывного прогресса науки, когда успехи когнитивной и аффективной неврологии привлекли взоры ученых, вооруженных функциональной магнитно-резонансной томографией, к таким вопросам, как природа сознания, свобода воли и мораль – этому вечному набору философских тем.

Сегодня роль философии в деле познания заключается – по крайней мере, так принято считать – в том, чтобы подать сигнал: «Здесь отчаянно требуется наука!» Или, если сменить метафору, философия воспринимается как холодильная камера, в которой различные сложные вопросы хранятся на полках в ожидании, когда наконец придут науки и займутся ими. Или так (сменим метафору еще раз): философы страдают преждевременной эякуляцией, и их эпохальная гениальность[28] проливается без всякой пользы. Выберите метафору, которая вам больше всего нравится, – мораль будет одна: история расширения науки – это история умаления философии, и естественный ход событий завершится самоликвидацией философии.

Что здесь не так? Прежде всего, налицо внутреннее противоречие. Вы не можете утверждать, что наука делает философию ненужной, не опираясь на философские аргументы. Вам придется доказать, например, что существует четкий критерий, по которому можно отличить научные теории мироздания от ненаучных. Когда ученых вынуждают прокомментировать так называемую проблему демаркации, они почти автоматически хватаются за критерий фальсифицируемости, впервые предложенный Карлом Поппером. Кстати, кто он по профессии? Философ.

Но какой бы критерий вы ни предложили, его защита неизбежно вовлечет вас в разговор о философии. То же касается и неизбежного (особенно для тех, кто доказывает ненужность философии) вопроса: а что, собственно, мы делаем, занимаясь наукой? Предлагаем ли мы новые описания реальности и таким образом расширяем наше знание о бытии, открывая новые сущности и силы, предсказанные нашими лучшими научными теориями? Действительно ли мы узнали – как утверждает научный реализм, – что существуют гены и нейроны, фермионы и бозоны и, возможно, Мультивселенная? Или эти термины надо воспринимать вовсе не как обозначения реальных вещей и явлений, а лишь как метафорические рукоятки орудий предсказания, известных как теории? По всей вероятности, ученых заботит философский вопрос о том, говорят ли они, занимаясь наукой, о чем-либо, кроме собственных наблюдений. Еще ближе к сути дела: точка зрения, что наука отменяет философию, требует философской защиты научного реализма. (А если вы думаете, что не отменяет, то вам тем более потребуется философская аргументация.)

Торжествующий сциентизм нуждается в философских костылях. И этот урок следует обобщить. Философия рука об руку с наукой участвует в проектах нашего разума. Ее миссия заключается в том, чтобы максимально согласовать наши взгляды и наши подходы. Это включает в себя задачу (в терминах Уилфрида Селларса) примирить «научный» и «очевидный» образы, складывающиеся у нас о мире, и тут философия необходима, чтобы поддержать претензии на описательный характер научного образа.

Возможно, старая проблема демаркации, которая должна отличать научность от ненаучности, – это ложный путь. Более важная демаркация состоит в том, чтобы распознать все, что связано и согласуется с тем знанием, которое претендует на научность. Поэтому в заключение я рискну дать более утопический ответ на вопрос Edge.org, чем тот, что я вынесла в заголовок. Какая идея должна умереть? Идея самой науки. Давайте избавимся от нее в пользу более содержательного понятия «знание».


Наука…

Ян Богост

Дизайнер видеоигр, заведующий кафедрой медиа в Колледже Айвана Аллена и профессор интерактивных компьютерных технологий Технологического института штата Джорджия. Автор книги Alien Phenomenology, or What It’s Like to Be a Thing («Феноменология пришельцев, или Что такое быть вещью»).

«Ни одна тема не останется неисследованной!» – обещает рекламный текст на обложке книги «Наука оргазма», изданной в 2006 году и написанной некими эндокринологом, нейробиологом и «сексологом». Список тем включает «генитально-мозговые связи» и «как мозг производит оргазмы». В результате, продолжает реклама, «все связанные с оргазмом Как, Что и Почему предстанут как на ладони».

Вне зависимости от ее достоинств и недостатков, «Наука оргазма» демонстрирует тенденцию, которая стала едва ли не повсеместной в общественных дискуссиях: любая тема может быть наилучшим образом подана и наиболее полно понята с высот «науки». Насколько распространен этот подход? Сервис Google Books на запрос «наука…» (the science of…) выдает около 150 миллионов результатов – причем в десятках книг эта формула вынесена в название. «Наука бережливости», «наука актерского мастерства», «наука шампанского», «наука страха», «наука изготовления компоста» – список можно продолжать бесконечно.

«Наука чего-то» – хороший пример риторического отношения к науке: дескать, всё, в названии чего есть слово «наука», наукой и является. Но это пример не единственный. Употребляется также словосочетание «ученые обнаружили, что…» (или его более ходовой вариант «исследования показывают, что…») – оно взывает к авторитету науки, пусть и без всякой зависимости от того, имеют ли выводы автора хоть какое-то отношение к исследованиям, на которые он ссылается.

Оба описанных риторических приема можно по праву обвинить в сциентизме – концепции, согласно которой только эмпирическая наука обеспечивает доступ к самым полным, авторитетным и точным ответам на вопросы об устройстве мира. Сциентизм – далеко не новая ложная идея, но сегодня он набирает популярность. Не так давно Стивен Хокинг объявил о «смерти» философии, поскольку она не смогла угнаться за развитием физики. Сциентизм предполагает, что единственный продуктивный путь к пониманию Вселенной пролегает через науку, а любая другая деятельность в лучшем случае неэффективна, а в худшем – бессмысленна.

И надо признать, что риторика, взявшая на вооружение слово «наука», возникла отчасти благодаря сциентизму. Книги о «науке чего-то» и описываемые в них исследовательские находки, происхождение которых можно проследить до несомненно научных экспериментов, заняли место философских рассуждений и интерпретаций по поводу смысла или важности соответствующего рода деятельности. Вместо того чтобы размышлять о социальной роли шампанского и связанных с ним удовольствиях, мы думаем о том, что говорят о качестве вина размеры пузырьков и почему эти пузырьки дольше живут на стенках современного стакана волнистого стекла, чем в более широком бокале для шампанского.

Но якобы научная риторика опасна не только тем, что из-за нее мы рискуем скатиться в сциентизм. Она также приписывает науке исключительную заслугу в том, чего наука вовсе не заслужила: в пристальном внимании к устройству и принципам работы вещей. Большинство книг о «науке чего-то» рассматривают материальные формы своего предмета – нейрохимические, вычислительные или экономические. Но внимание к материальным реалиям субъекта не обязательно связано именно с наукой. Филологи изучают историю книги, включая ее материальную эволюцию от глиняных табличек и свитков папируса до пергаментных кодексов. Художники, создавая свои работы, опираются на глубокое понимание физических свойств краски, мрамора или оптики. Поварам, чтобы преуспеть в ремесле, нужно тонко разбираться в химии и биологии еды. Думать, что лишь наука как-то особенно связана с наблюдениями за материальным миром, – это не только ошибочно, но и оскорбительно.

Подвигая людей видеть в науке единственный путь к знанию и подталкивая их увязнуть в материальном, якобы научная риторика оказывает дурную услугу и самой науке. Она представляет науку как нечто простое, легкое и веселое, в то время как на самом деле наука по большей части сложна, трудна и однообразна.

Вот пример этого подхода. На популярной странице в Facebook, называющейся I Fuckin’ Love Science (что-то вроде «Я, блин, офигенно люблю науку». – Ред.), появляются короткие вариации на тему «науки чего-то» – в основном картинки и короткие описания экзотических существ вроде розового броненосца, а также иллюстрированные пожелания к дням рождения известных ученых вроде Хокинга. Но, как правильно заметил писатель-фантаст Джон Скайлар, не так давно обрушившийся на эту страничку с резкой критикой, большинство ее подписчиков офигенно любят, блин, не науку, а любят, блин, фоточки – симпатичные фотки розовых броненосцев и известных физиков. Легкое развлечение, которое представляют собой эти картинки, мешает обществу узнать, как на самом деле делается наука – медленно и методично, почти в безвестности и со скромной оплатой, в невидимых миру лабораториях и исследовательских центрах.

Якобы научная риторика имеет и другие негативные последствия. То, что на самом деле не имеет никакого серьезного отношения к научной практике, вынуждено все чаще облачаться в научную терминологию, чтобы привлечь к себе хоть какое-то внимание и получить поддержку. Социологические исследования интернета неожиданно превратились в «науку Сети». Почтенная практика статистического анализа вдруг стала «наукой о данных». Происходит сдвиг в приоритетах финансирования образования и исследований, и в результате за бортом остаются те, кто не смог подтвердить свое членство в комплексе STEM (наука, технология, техника и математика). К сожалению, якобы научная риторика дает таким тенденциям тактическое оправдание. Если гуманитарий не переформатирует свою деятельность в «точную науку литературы», он рискует стать маргиналом, лишиться финансирования и скоро будет забыт.

Когда вы продаете идеи, вам приходится продавать такие идеи, которые продаются. Но в секулярный век, когда абстракция «науки» рискует заменить собой все другие абстракции, все, что может остаться от науки – если мы позволим и дальше процветать «научной» риторике, – это примитивная, выхолощенная, однообразная ее версия.

Нам не нужно выбирать между Богом и человеком, наукой и философией, интерпретацией и доказательством. Но по иронии судьбы наука, пытаясь утвердиться как высшая форма секулярного знания, нечаянно повысила себя в звании до теологии. Наука – это не столько практика, сколько идеология. Нам не нужно уничтожить науку, чтобы спустить ее на землю. Но мы должны снова спустить ее на землю, и первым шагом должен стать отказ от риторики, которая стала ее самым популярным ритуалом.


Наше узкое определение науки

Сэм Харрис

Нейробиолог, сооснователь и председатель фонда Project Reason («Проект „Разум“»). Автор книги Waking Up: A Guide to Spirituality Without Religions («Пробуждение: Руководство по духовности без религий»).

Покопайтесь у себя в голове или припомните ваши беседы с другими людьми, и вы обнаружите, что в реальности не существует четких границ между наукой и философией – или между этими дисциплинами и любой другой, которая пытается достоверно объяснять мир на основе фактов и логики. Когда такие попытки и методы доказательства включают эксперимент и/или математическое описание, мы говорим, что речь идет о «науке»; когда они касаются более абстрактных вопросов или самой сущности нашего мышления, мы часто говорим, что мы «философствуем»; когда мы просто хотим узнать, как люди вели себя в прошлом, мы называем свои интересы «историческими» или «журналистскими»; а когда приверженность человека фактам и логике опасно истончается или вообще схлопывается под бременем страха, беспочвенных надежд, племенных чувств или экстаза, мы понимаем, что этот человек «религиозный».

Сейчас границы между действительно интеллектуальными дисциплинами мало что определяют, кроме университетских бюджетов и зданий. Является ли Туринская плащаница средневековой подделкой? Это, конечно, вопрос к историкам и археологам, но возможность измерить возраст материала с помощью радиоуглеродного анализа привлекает к делу также химию и физику. Реальное различие, которое должно нас заботить – и которое на самом деле является sinequanon научного подхода, – это различие в качестве доказательств: чтобы поверить во что-то, одному человеку требуются хорошие, надежные, веские доводы, а другой удовлетворяется плохими и шаткими.

Научный подход можно применить в любой ситуации. В самом деле, если бы доказательства подлинности Библии и воскрешения Иисуса Христа были хорошими, то можно было бы принять доктрину фундаментального христианства как научную. Проблема, конечно, состоит в том, что эти свидетельства либо очень плохого качества, либо их просто не существует – отсюда и барьер, который мы возвели (на практике, а не принципиально) между наукой и религией.

Непонимание этой проблемы породило много странных идей о природе человеческого знания и о пределах науки. Люди, которые боятся вмешательства научного подхода – особенно те, кто настаивает на уважении к вере в того или иного бога Железного века, – часто в уничижительном смысле используют такие слова, как «материализм», «неодарвинизм» и «редукционизм», словно эти доктрины непременно связаны с самой наукой.

Конечно, у ученых есть хорошие причины для того, чтобы быть материалистами, неодарвинистами или редукционистами. Однако наука не обязывает ученого выбрать какую-то одну из этих доктрин, а сами эти доктрины не обязывают следовать им всем одновременно. Если бы существовали доказательства в пользу дуализма (существование нематериальных душ, реинкарнация), то можно было бы быть ученым, не будучи материалистом. Но доказательства здесь чрезвычайно слабые, поэтому практически все ученые в том или ином смысле материалисты. Если бы нашлись доказательства, опровергающие эволюцию путем естественного отбора, то можно было бы быть научным материалистом, не будучи при этом неодарвинистом.

Но так уж получилось, что общая схема, предложенная Дарвином, устоялась в науке не хуже других схем. И если бы появились доказательства, что сложные системы порождают явления, которые не могут быть поняты через составные части системы, то можно было бы быть неодарвинистом, не будучи редукционистом.

Большинство ученых оказываются в такой ситуации по чисто практическим соображениям, потому что все отрасли науки, кроме физики, вынуждены пользоваться идеями, которые не могут быть поняты исключительно посредством частиц и полей. Многим из нас случалось вести «философские» дискуссии о том, как быть с этим тупиком в объяснениях. Если мы не можем предсказать поведение цыплят или молодых демократий, основываясь на квантовой механике, означает ли это, что эти явления более высокого порядка представляют собой нечто иное по сравнению с лежащими в их основе физическими свойствами? Я бы ответил «нет», но это не означает, что я предвижу такое время, когда для описания мира мы будем использовать только существительные и глаголы, используемые в физике.


Но даже если кто-то думает, что человеческий разум – это целиком продукт физики, реальность сознания не станет от этого менее удивительной, а разница между счастьем и страданием – менее важной. Не означает это и того, что мы когда-нибудь полностью поймем, как разум возник из материи; сознание всегда будет казаться чудом. В философских кругах это известно как «трудная проблема сознания» – некоторые из нас соглашаются, что эта проблема существует, другие не соглашаются. Пусть даже сознание не поддается концептуальному пониманию, пусть остается загадочной основой всего, что мы только можем испытать или оценить, – все остальное научное мировоззрение.

Лекарство от всего этого замешательства очень простое: мы должны отбросить идею о том, что наука отличается от всех остальных проявлений человеческой рациональности. Если вы привержены самым высоким стандартам логики и доказательств, вы мыслите научно. А если нет, то нет.

Трудная проблема

Дэниел Деннетт

Философ, профессор философии Школы Остина Б.Флетчера, содиректор Центра когнитивных исследований Университета Тафтса. Соавтор (с Линдой Ла Скола) книги Caught in the Pulpit: Leaving Belief Behind («Ловушка для проповедника: оставляя веру позади»).

Кто-то может возразить и сказать, что «трудная проблема сознания» (как ее сформулировал в 1996 году философ Дэвид Чалмерс в своей книге The Conscious Mind («Сознательный ум») – это совсем не научная идея и поэтому не годится для ответа на нынешний вопрос Edge.org. Но поскольку философы, принявшие этот термин, убедили многих когнитивистов, что лучшие научные работы последних имеют дело лишь с «легкими» проблемами, то эта идея может быть квалифицирована как имеющая отношение к науке: она сдерживает научное мышление и искажает воображение ученых, пока они пытаются сформулировать по-настоящему научные теории сознания. (Я не буду приводить примеры, потому что меня попросили больше говорить об идеях, а не о людях.)

Нет сомнения, что поначалу философы с помощью мысленных экспериментов легко преуспеют в том, чтобы счесть зомби «мыслимыми» и потому «возможными», и что эта возможность существования зомби (хотя бы логическая)«показывает», что существует «трудная проблема сознания», не затронутая никакими нейрофизиологическими теориями о том, как именно сознание модулирует поведенческий контроль, самонаблюдение, эмоциональные реакции и так далее.

Но если бы ученые, впечатленные этим «результатом», полученным философами, более внимательно и критически вчитались бы в философскую литературу, исследующую погрешности этих мыслительных экспериментов, то они – я надеюсь – отшатнулись бы, полные недоверия. (Мне делается неловко от одной мысли о том, как они продираются через нашу литературу, посвященную этим темам.)

Видите ли, аргументы, по умолчанию подразумеваемые в простых, начальных мысленных экспериментах, затем нуждаются в углублении. Мы должны определить не просто постижимость того или иного явления, но его идеальную постижимость, а потом и идеальную позитивную постижимость (в отличие от идеальной негативной постижимости) и так далее. Является ли вечный двигатель «мыслимым», но идеально не представимым? Или он идеально позитивно представим? Это большая разница, говорят нам, можете вы или не можете «модально помыслить» зомби. А что вы можете модально помыслить, и уверены ли вы в этом? И мысленный эксперимент Фрэнка Джексона «Комната Марии» (об ученой, которая изучает цвета и знает о них всё, хотя всю жизнь работает в черно-белой комнате перед черно-белым монитором), приходится обвесить воображаемыми гаджетами, которые не позволяют Марии также видеть цветные сны. Может быть, она родилась дальтоником (но во всем остальном ее мозг совершенно нормален!)? Или, возможно, ей вмонтировали окуляры, которые транслируют на ее бедные зрачки черно-белое изображение с монитора? И это лишь малая доля сложных фантазий, которые всерьез выдвигались и опровергались.

Я не то чтобы рекомендую ученым провести этот эксперимент в качестве домашнего задания, но, если им любопытно узнать, на какие выверты приходится идти философам, чтобы «спасти» подобные ретроградные интуиции, они могли бы обратиться к сверхчеловечески терпеливому анализу Амбер Росс из Университета Северной Каролины, которая распутывает всю эту неразбериху в своей докторской диссертации 2013 года Inconceivable Minds («Немыслимый ум»).

Демонстрирует ли «трудная проблема сознания» необходимость крупной революции в науке (если сознание вообще когда-нибудь удастся объяснить)? Или она лишь иллюстрирует слабости человеческого воображения? Этот вопрос сейчас не решен, и поэтому ученым следует держаться осторожного курса, который откладывает все согласования на будущее. Именно так большинство нейрофизиологов относятся к экстрасенсорному восприятию и психокинезу – осторожно предполагая, что это фикции воображения.


Нервные корреляты сознания

Сьюзан Блэкмор

Психолог, автор книги Consciousness: An Introduction («Сознание: введение»).

Сознание – горячая тема в нейрофизиологии, и некоторые из самых блестящих ученых охотятся за нервными коррелятами сознания (neural correlates of consciousness, NCC) – но они их никогда не найдут. Имплицитная теория сознания, которая лежит в основе этого поиска, ошибочна и должна быть отправлена в отставку.

Идея NCC довольно проста и интуитивно соблазнительна. Если мы верим в «трудную проблему сознания» – загадку о том, как субъективный опыт возникает из объективных событий, происходящих в мозге (или создается, или производится ими), – то мы можем легко вообразить, что в мозге есть особое место, где это происходит. А если такого особого места нет, то, значит, есть некий «нейрон сознания», или процесс, или схема, или серия связей. Может быть, мы и не найдем достоверного ответа на вопрос о том, как эти объективные вещи производят субъективный опыт, но если мы определим, какая из них за это отвечает (таков ход мысли), мы на шаг приблизимся к разгадке.

Это звучит в высшей степени здраво, потому что здесь мы следуем по наторенной научной дорожке: начинаем с корреляций и потом переходим к объяснениям причин. Проблема в том, что этот подход зависит от дуалистической – и совершенно неработоспособной – теории сознания. В основе этой теории лежит интуитивная догадка о том, что сознание – это нечто внеположное, нечто дополнительное и отличное от физических процессов, от которых оно зависит. Поиск NCC основывается на этом дуализме. С одной стороны, вы измеряете нервные процессы, используя электроэнцефалографию, МРТ или другие виды сканирования мозга, а с другой – измеряете субъективные опыты или «сознание как таковое». Но как вы это делаете?

Один из популярных методов заключается в использовании феноменов бинокулярного соперничества или неоднозначных фигур (оптических иллюзий, которые могут быть восприняты одним из двух взаимоисключающих способов, – например куб Неккера). Чтобы найти NCC, вы выясняете, какая версия иллюзии воспринимается сознательно, пока восприятие склоняется от одной версии к другой и обратно, а затем сопоставляете это с тем, что происходит в зрительной системе. Проблема заключается в том, что участник эксперимента должен сказать вам словами: «Сейчас я осознаю это» или «Сейчас я осознаю то» или, например, нажать вместо этого на рычаг или на кнопку (другие животные тоже могут это сделать). В любом случае вы измеряете физические реакции.

Можно ли уловить подобным образом нечто, именуемое сознанием? Поможет ли этот способ решить загадку? Нет.

Этот метод, по сути дела, ничем не отличается от других корреляционных исследований работы мозга, таких как сопоставление активности веретенообразной извилины с распознаванием лиц или активности в префронтальной коре – с некоторыми видами принятия решений. Этот метод сопоставляет один тип физических измерений с другим. Такие исследования небесполезны. Интересно узнать, например, где в зрительной системе нервная активность меняется, когда испытуемый сообщает о смене зрительного образа. Но это новое знание ничего не говорит о том, что эта нервная активность генерирует нечто совсем особенное, именуемое «сознанием» или «субъективным опытом», при том что всё остальное, происходящее в мозге, является «бессознательным».

Я могу понять, насколько соблазнительно думать, что так оно и есть. Дуалистическое мышление естественно для нас. Мы ощущаем, что наш сознательный опыт – это явление иного порядка, нежели физический мир. Но это то же самое интуитивное чувство, которое заставляет «трудную проблему» казаться трудной. Это то же самое чувство, которое порождает «зомби философа» – существо, полностью идентичное мне, за исключением того, что у него нет сознания. Это то же самое чувство, которое позволяет людям писать – и по всей видимости, не испытывая особых проблем, – что процессы в мозге являются либо сознательными, либо бессознательными.

В самом ли деле я отрицаю это различие? Да. Интуитивно правдоподобное, оно на самом деле является чистой магией. Сознание нельзя считать странным и удивительным продуктом каких-то одних – но вовсе не всех остальных – процессов, происходящих в мозге. Это скорее иллюзия, сконструированная умным мозгом и телом в сложном социальном мире. Мы можем говорить, думать, считать себя субъектами действия и на этом основании создаем ложную идею о том, что мы личности, обладающие сознанием и свободной волей.

Нас вводит в заблуждение одна странная черта сознания. Когда я спрашиваю себя: «Что я сейчас осознаю?», я всегда могу найти ответ. Это деревья за окном, шум ветра, проблема, которая меня волнует и не поддается решению, – или что-либо еще, кажущееся в этот момент самым отчетливым и ярким. Вот что я имею в виду под «сознанием здесь и сейчас», под сознательным ощущением. Но что происходило за момент до того, как я задалась этим вопросом? Когда я оглядываюсь назад, я могу задействовать память и заявить, что я осознавала то-то и то-то и не осознавала чего-то еще, при этом я полагаюсь на ясность ума, логику, последовательность и тому подобные вещи.

Это слишком легко приводит к мысли о том, что человек, когда он бодрствует, должен постоянно что-то осознавать. А отсюда идет скользкая дорожка к другой мысли: если бы мы знали, что́ надо искать, то могли бы проникнуть в чей-то мозг и выяснить, какие процессы в нем протекают сознательно, а какие – бессознательно. Но все это – нонсенс. Все, что мы сможем найти, – это нервные корреляты мыслей, восприятий, воспоминаний, речевых процессов и способностей внимания, которые заставляют нас думать, что мы сознательные существа.

Когда у нас будет, наконец, лучшая теория сознания, которая придет на смену этим распространенным иллюзиям, мы увидим, что нет никакой «трудной проблемы», нет магических различий и не существует нервных коррелятов сознания.

Долговременная память неизменна

Тодд Сэктор

Профессор физиологии и фармакологии, профессор неврологии в Медицинском центре Даунстейт, Университет штата Нью-Йорк.

В течение столетия с лишним психологическая теория утверждала, что после того как память преобразуется из кратковременной формы в долговременную, она навсегда остается стабильной и неизменной. Предметом дискуссии оставалось лишь то, забываются ли постепенно некоторые воспоминания, или они сохраняются, но их не удается извлечь.

В последние пятьдесят лет исследования нейробиологических основ памяти, казалось бы, поддерживали психологическую теорию. Выяснилось, что краткосрочной памятью управляли биохимические изменения в синапсах, меняющие силу последних. Долгосрочная память сильно коррелировала с долгосрочными изменениями количества синапсов – либо его увеличением, либо уменьшением. Интуитивно казалось, что во всем этом есть смысл. Биохимические изменения происходят быстро и быстро же могут быть обращены вспять – как и кратковременные воспоминания. С другой стороны, синапсы, хотя они и маленькие, – это анатомические структуры, которые можно рассмотреть под микроскопом, и поэтому считалось, что они остаются стабильными в течение недель, может быть, даже лет. Кратковременные воспоминания легко можно было блокировать и не дать им превратиться в долговременные с помощью десятков ингибиторов различных сигнальных молекул. С другой стороны, не было известно никаких агентов, которые бы стирали долговременную память.

Две различных группы доказательств, полученных в последнее время, показывают, что эта долго доминировавшая теория долговременной памяти должна быть готова к тому, чтобы отправиться в отставку. Первая группа связана с открытием реконсолидации. Когда воспоминания извлекаются, они в течение короткого времени снова уязвимы для деформации (во многом с помощью тех же биохимических ингибиторов, которые влияют на первоначальное превращение кратковременной памяти в долговременную). Это означает, что долговременные воспоминания не неизменны; они могут снова превращаться в кратковременную память, а потом снова конвертироваться в долговременную. Если с тем или иным долговременным воспоминанием такой реконверсии не происходит, то оно разрушается.

Вторая группа свидетельств – это открытие ряда агентов, которые действительно стирают долговременные воспоминания. В их число входят ингибиторы постоянно активного фермента ПКМ-зета и фактора трансляции белка со свойствами сохранения прионного типа. Наоборот, повышенная активность молекул усиливает старые воспоминания. Устойчивые изменения количества синапсов, которые так сильно коррелируют с долговременной памятью, могут быть, таким образом, результатом устойчивых биохимических изменений. То, что этих стирающих память агентов так мало, позволяет предположить существование сравнительно простого механизма хранения долговременной памяти, в который вовлечены не сотни молекул, как с кратковременной памятью, а всего лишь малое их число, причем, возможно, они работают совместно.

Реконсолидация памяти позволяет манипулировать теми или иными долговременными воспоминаниями. Стирание памяти исключительно эффективно и способно разрушить многие, если не все долговременные воспоминания. При комбинации этих двух процессов – реконсолидации и стирания – определенные долговременные воспоминания можно стереть или усилить таким способом, какой был бы немыслим в прежних теориях.

«Я»

Брюс Худ

Профессор психологии развития в обществе в Школе экспериментальной психологии Бристольского университета, Великобритания. Автор книги The Self Illusion: Why There is No You Inside Your Head[29].

Кажется почти излишним призывать к отставке идеи «Я», обладающего свободной волей, поскольку эта концепция и ненаучна, и не в первый раз отвергается по недостатку эмпирических доказательств в ее поддержку. «Я» не пришлось открывать; его существование – это предположение по умолчанию, свойственное большинству из нас, и поэтому его не подтверждали методами научного исследования. Оспаривать идею «Я» – тоже дело не новое. «Бессознательное эго» Фрейда было отвергнуто из-за нехватки эмпирических доказательств еще со времен когнитивной революции 1950-х.

Однако «Я», словно некий концептуальный зомби, отказывается умирать. «Я» вновь и вновь выныривает на поверхность в последних теориях принятия решений в виде объекта со свободной волей, которая может истощаться. Оно снова появляется в качестве интерпретатора в когнитивной неврологии, способного интегрировать параллельные потоки информации, исходящие от разделимых нейронных субстратов. Даже если «Я» при этом воспринимается просто как условный удобный термин для обсуждения результатов множественных параллельных процессов, исследователи разума продолжают имплицитно продвигать идею о том, что существует некий Приниматель Решений, Переживающий опыт, или некая Точка Происхождения.

Мы знаем, что «Я» – составной феномен, поскольку оно легко может быть разобрано: в результате травмы, болезни или действия наркотиков. «Я» должно быть неотъемлемым свойством параллельной системы, обрабатывающей ввод, вывод и внутренние представления. Но это иллюзия: «Я» кажется таким реальным – но вовсе не является тем, чем кажется. То же самое можно сказать и о свободной воле. Хотя мы можем испытывать психическую тягу к принятию решения, наша свободная воля не может быть чем-то вроде царя Соломона, восседающего в нашем разуме и взвешивающего все «за» и «против», – поскольку в этом случае возникала бы проблема бесконечного логического регресса (кто это внутри моей головы? и так далее). Выборы и решения, которые мы делаем и принимаем, основываются на ситуациях, в которых мы оказываемся. У нас нет свободной воли выбирать тот опыт, который формирует наши решения.

А надо ли нам на самом деле задумываться о своем «Я»? В конце концов, пытаться жить без «Я» – это некий вызов, это расходится со всеми нашими привычными представлениями. Испытывая «Я», взывая к нему, говоря о нем, мы с привычным удобством обращаемся к феноменологии, общей для нас всех. По умолчанию прибегая к понятию «Я» в объяснениях человеческого поведения, мы можем резко остановиться в цепи причинно-следственных связей, чтобы попытаться объяснить мысли и действия. Как примечательно: это с легкостью делается, когда речь идет о человеке, но если кто-то применит тот же самый подход к животным, его тут же обвиняют в антропоморфизме!

Отбросив «Я» с его свободной волей, мы будем вынуждены перепроверить те факторы, которые действительно стоят за нашими мыслями и поведением, проверить, как они взаимодействуют, балансируют, перекрывают и аннулируют друг друга. Только тогда мы начнем продвигаться вперед в понимании того, как мы на самом деле действуем.

Когнитивный агент

Томас Метцингер

Философ, Университет Иоганна Гутенберга в Майнце. Автор книги The Ego Tunnel: The Science of the Mind and the Myth of the Self[30].

Мышление не есть нечто такое, что вы делаете. В течение большей части времени мышление – это нечто, что с вами происходит. Передовые исследования феномена блуждания ума (mind wandering) ясно показывают, что две трети нашей жизни с лишним почти никто из нас не контролирует процессы своего сознательного мышления.

Западная культура в целом, традиционная философия разума и даже когнитивная неврология находятся под глубоким влиянием мифа о некоем когнитивном агенте – картезианском Эго, активно думающем мысли эпистемологическом субъекте, который действует – разумно, рационально, целенаправленно – и всегда может по собственной воле прекратить или отложить собственный когнитивный процесс. Это теория о том, что сознательная мысль есть процесс на персональном уровне – нечто, что должно быть со всей необходимостью приписано вам как личности в целом. Эта теория сейчас эмпирически опровергается. Выясняется, что большинство наших сознательных мыслей – это на самом деле продукт субличных процессов, таких же как дыхание или перистальтика нашего желудочно-кишечного тракта. Миф о когнитивном агенте гласит, что мы являемся умственно автономными существами. Теперь мы видим, что это старая удобная сказка. И что пришла пора от нее отказаться.

Результаты новейших исследований блуждания ума показывают, что примерно две трети своей сознательной жизни мы проводим в рассеянности – мечтая, предаваясь фантазиям, занимаясь автобиографическим планированием, внутренним диалогом с самими собой или погрузившись в депрессивное уныние. По разным данным, от 30 до 50 % от всего времени бодрствования за всю нашу жизнь наша психика занята спонтанно возникшими стимулами и мыслями, не связанными с выполнением конкретных задач. Наверное, у блуждания ума есть и позитивные аспекты, поскольку он ассоциируется с творчеством, тщательным планированием будущего или кодированием долговременных воспоминаний. Однако отмечены и хорошо документированы также его издержки – например в плане внимательного чтения, запоминания, решении задач, требующих сосредоточенности, или качества рабочей памяти. В целом блуждание ума оказывает негативное воздействие на общее психическое благополучие субъекта. Блуждающий ум – это несчастный ум, но этот феномен – лишь часть более обширного процесса, проходящего вне нашего сознательного контроля или осознания. Похоже, что внезапная потеря внутренней самостоятельности – чувство, которое все мы испытываем сотни раз каждый день, – связана с циклическими процессами в мозге. Приливы и отливы автономности и метаосознания вполне могут быть своего рода «качелями внимания» между нашим внутренним и внешним миром, качелями, которые приводит в действие постоянная конкуренция между мозговыми сетями, отвечающими за спонтанное субличное мышление и целеориентированную когнитивную деятельность.

Блуждание ума – это не единственный способ, которым наше внимание отрывается от восприятия «здесь и сейчас». Бывают также периоды «гашения ума» (mind blanking); эти эпизоды часто не запоминаются и столь же часто ускользают от внимания внешних наблюдателей. Кроме того, во время сна происходят сложные, но неконтролируемые когнитивные процессы.

Взрослые каждую ночь проводят примерно от полутора до двух часов в фазе быстрого сна, когда они по большей части не способны контролировать свой сознательный мыслительный процесс. На первой стадии небыстрого сна тоже отмечаются явления, похожие на сновидения, тогда как для других стадий характерна в основном когнитивно-символическая умственная деятельность, которая, как правило, сбивчива, непоследовательна и прокручивается на месте. Таким образом, по консервативной оценке, гораздо больше половины своей жизни мы не являемся когнитивными агентами в полном смысле слова.

И сюда еще не входят периоды болезни, интоксикаций или бессонницы, когда люди страдают от дисфункциональных форм когнитивного контроля, таких как подавление мыслей, беспокойство, маета, а также от навязчивых мыслей, чувства сожаления, стыда и вины. Мы еще не знаем, когда и как дети обретают модель сознательного «Я», которая дает возможность контролируемо, рационально мыслить. Но еще одно печальное и эмпирически допустимое предположение состоит в том, что большинство из нас к концу жизни постепенно утрачивает когнитивную автономию.

Любопытно, что нейронный коррелят неавтономного сознательного мышления в значительной степени перекрывает активность того, что нейробиологи называют «сетью по умолчанию» (default mode network). Одна из главных функций блуждания ума может быть названа «обслуживанием собственной автобиографической модели». Блуждание ума создает адаптивную форму самообмана – а именно иллюзию собственной идентичности во времени. Она помогает создать фиктивное «Я», которое потом создает основу для важных достижений вроде прогнозирования вознаграждения или игнорирования отсрочки этого вознаграждения. Моя концептуальная точка зрения как философа состоит в том, что, только если организм притворяется, что он остается одним и тем же на протяжении времени, он сможет репрезентировать события-вознаграждения или достижение целей как выполнение своих собственных целей – словно они относятся к тому же самому существу. Мне нравится называть это «принципом формирования виртуальной идентичности».

Многие более высокие формы интеллекта и адаптивного поведения, включая управление рисками, нравственное познание и кооперативное социальное поведение, функционально предполагают такую модель, которая представляет организм как единую сущность, неизменную во времени. Поскольку на самом деле мы являемся лишь когнитивными системами (то есть сложными процессами без сколько-нибудь точных критериев идентичности), то формирование (иллюзорной) идентичности во времени может быть достигнуто только на виртуальном уровне – например через создание автоматического нарратива.

Это может быть наиболее фундаментальной и всеобъемлющей вычисляющей целью блуждающего разума, целью, которую он разделяет с мечтаниями. Если я прав, то действующий по умолчанию режим автобиографического самомоделирования создает главную функциональную платформу, которая запускает долговременную мотивацию и планирование будущего.

Умственная автономия и пути ее улучшения станут одними из самых горячих тем в будущем. Есть даже глубокая связь между умственной и политической автономией – вы не можете обладать одной без другой. Поскольку есть не только телесные действия, но и умственные действия, автономия имеет дело со свободой в одном из самых глубоких и самых фундаментальных смыслов слова. Но способность к автономным действиям включает больше, чем только причины, доводы и рациональность. Гораздо важнее способность сознательно подавлять, откладывать или не допускать наши собственные действия – телесные, социальные или умственные. Излом этой способности – это и есть то, что мы называем блужданием ума. И это совсем не внутреннее действие, а форма неумышленного поведения, невольная форма умственной деятельности.

Свободная воля

Джерри Койн

Профессор Департамента экологии и эволюции Чикагского университета. Автор книг Why Evolution Is True («Почему эволюция истинна») и Faith Versus Fact: Why Science and Religion Are Incompatible[31].

Практически для всех ученых дуализм уже умер. Наши мысли и действия – продукт деятельности компьютера, сделанного из плоти, наш мозг – это компьютер, который должен подчиняться законам физики. Таким образом, и выбор, который мы делаем, тоже должен подчиняться этим законам. Это кладет конец традиционной идее дуалистической или «либертарианской» свободной воли: согласно этой идее, наши жизни состоят из серии решений, каждое из которых могло бы быть иным. Теперь мы знаем, что никогда не смогли бы поступить иначе, и мы узнали это двумя способами.

Первый – это научный опыт, который не дает никаких свидетельств о разуме, отдельном от физического мозга. Это означает, что «Я» – что бы это «Я» ни означало – может питать иллюзию, что у него есть выбор, но мой выбор в принципе предсказуем по законам физики (исключая некую квантовую неопределенность в моих нейронах). Короче говоря, традиционная идея свободной воли, определенная биологом Энтони Кашмором как

вера в то, что существует компонент биологического поведения, который выходит за пределы неизбежных последствий генетической и социальной истории индивидуума и вероятностных законов природы[32], —

эта идея мертва, и оживить ее нельзя.

Второй способ. Последние эксперименты подтверждают идею о том, что наши «решения» часто предшествуют нашему же осознанию того, что мы их приняли. Все более изощренные исследования с использованием сканирования мозга показывают, что эти сканы часто предсказывают выбор за несколько секунд до того, как субъект осознает сделанный выбор. На самом деле наше чувство того, что мы «сделали выбор», может быть фантазией постфактум, возможно, навеянной.

Когда вынуждаешь их дать ответ, почти все ученые и большинство философов это признают. Они соглашаются, что сейчас правят бал детерминизм и материализм. Но они при этом ведут себя удивительно тихо. Вместо того чтобы распространять важное научное представление о том, что наше поведение – это детерминированный результат физических процессов, они изобретают новые, «совместимые» с детерминизмом версии свободной воли. «Ну, если уж мы заказали клубничное мороженое, – говорят они, – то ясно, что мы не смогли заказать ванильное. Но свободная воля у нас всё равно есть – в некотором другом смысле. И только этот смысл и важен».

К сожалению, разные философы считают «важными» разные вещи. Для одних важно, что наш сложный мозг развился до такой степени, что научился воспринимать сразу много вводных данных и обрабатывать их при помощи сложных программ («размышлений»), перед тем как выдать результат («решение»). Другие считают важным то, что решения принимает наш мозг, а не чей-либо другой – пусть даже эти решения предопределены. Некоторые даже доказывают, что у нас есть свободная воля, поскольку большинство из нас делают выбор без принуждения: никто не приставляет пистолет нам к виску и не приказывает: «Заказывай клубничное»!» Но, конечно же, это неправда: такой пистолет есть – это электрические сигналы в нашем мозге.

Так что, в конечном счете, в «совместимой» свободной воле нет ничего «свободного». Это семантическая игра, в которой выбор становится иллюзией – он не является тем, чем кажется. Вопрос, можем ли мы «выбирать», – это вопрос науки, а не философии, и наука говорит нам, что мы – это сложные марионетки, танцующие на ниточках наших генов и окружающей среды. Философия, наблюдая за этим представлением, говорит: «Обрати внимание на меня, потому что это я изменил игру».

Так почему же термин «свободная воля» до сих пор в ходу, если наука разрушила его привычный смысл? Возможно, некоторые приверженцы совмещения очень впечатлены чувством, что они могут выбирать, и считают необходимым согласовать это с наукой. Другие открыто говорят, что, называя «свободную волю» иллюзией, мы обижаем общество. Если люди поверят, что они марионетки, то, как знать, может, их поразит нигилизм, и у них не хватит воли вставать с постели. Такое отношение напоминает мне слова (возможно, апокрифические) жены епископа Вустерского, которые она произнесла, услышав о теории Дарвина: «Боже мой, мы произошли от обезьян! Будем надеяться, что это не так. Но если это так, будем молиться, чтобы это не стало общеизвестным».

Что приводит меня в недоумение, так это почему «совмещатели» тратят так много времени на попытки гармонически примирить детерминизм с исторически недетерминистской концепцией вместо того, чтобы взяться за более трудную, но более важную задачу – предлагать обществу научные идеи материализма и натурализма и следующий из них вывод: разум производится мозгом.

Последствием несовместимости станет полное переосмысление того, как мы должны наказывать и вознаграждать других. Когда мы увидим, что человек, убивающий из-за умственного расстройства, имел ровно такую же возможность «выбора», как тот, кто убивает из-за перенесенного в детстве насилия или из-за дурного окружения, мы поймем, что снисхождения заслуживают все, а не только те, кто, как считают, неспособен делать выбор между правильным и неправильным. Потому что если наши действия предопределены, никто из нас не может сделать такой выбор. Конечно, наказывать за преступления всё равно придется, чтобы удержать от преступлений других, чтобы перевоспитывать преступников и изъять их из общества. Но теперь это можно поставить на более научную основу: какое вмешательство наилучшим образом поможет и обществу, и преступнику? И мы отбросим бесполезную идею о правосудии как возмездии.

Принятие несовместимости аннулирует и идею моральной ответственности. Да, мы ответственны за свои действия, но только в том смысле, что они совершены поддающимся идентификации индивидуумом. Но если вы на самом деле не можете выбрать, быть плохим или хорошим – кого-то ударить или спасти тонущего ребенка, – то что мы имеем в виду под моральной ответственностью? Кто-то может возразить: отбросив эту идею, мы лишаемся важного общественного блага. Я утверждаю обратное: отвергая моральную ответственность, мы будем вольны судить о действиях не по их предопределению – божественному или иному, – а по их последствиям – что хорошо или плохо для общества.

Наконец, отрицание свободной воли будет означать отрицание фундаментальных догматов многих религий, которые основываются на свободном выборе того или иного бога или спасителя.

Страхи, мотивирующие некоторых совмещателей – что какая-то версия свободной воли должна быть сохранена, иначе общество рухнет, – не могут обратиться в реальность. Иллюзия свободной воли так сильна, что даже самые стойкие несовмещатели вроде меня всегда будут действовать так, словно у них есть выбор, хотя они и знают, что это не так. В этом деле у нас нет выбора. Но мы можем по крайней мере поразмышлять о том, почему эволюция оставила нам в наследство такую мощную иллюзию.


Здравый смысл

Роберт Провайн

Нейробиолог, почетный профессор психологии Университета штата Мэриленд в графстве Балтимор. Автор книги Curious Behavior («Необычное поведение»).

Мы воображаем себя умными, сознательными, внимательными, обдуманно идущими по жизни людьми. Это иллюзия. Нас вводит в заблуждение наш мозг, который производит фрагментарный, рациональный нарратив подсознательных – иногда иррациональных или фиктивных – событий, которые мы воспринимаем как реальность. Эти нарративы настолько притягательны, что они превращаются в здравый смысл, и мы их используем, чтобы направлять свою жизнь. В случаях мозговых нарушений неврологи используют термин «конфабуляция», чтобы описать старательные, но безуспешные попытки пациента воспроизвести точный нарратив жизненных событий. Я предлагаю быть настороже относительно повседневной непатологической конфабуляции и одновременно отправить в отставку гипотезу здравого смысла, согласно которой мы являемся рациональными существами, осуществляющими полный сознательный контроль над своей жизнью. На самом деле мы, возможно, только пассажиры в собственном теле, решившие немного покататься и имеющие только самое общее представление о нашем статусе, курсе и месте назначения.

Наука о поведении и о мозге выявляет трещины в нашем синтетическом, сгенерированном нейронами представлении о реальности. Исследования сенсорных иллюзий показывают, что восприятие – это просто наши наилучшие оценки природы физических стимуляторов, а не точная передача вещей и событий. Образ нашего собственного тела – это странно очерченный продукт функции мозга. Память о прошлом тоже полна неопределенности; это не считывание информации из мозгового нейронного банка данных, а текущее конструирование, уязвимое для ошибок и предвзятости. Мозг также принимает решения и инициирует действия еще до того, как человек осознал, что он обнаружил стимуляторы и отреагировал на них. В своих собственных исследованиях я обнаружил, что люди выдумывают рациональные объяснения для своего смеха – такие как «Это было забавно» или «Я был смущен», – игнорируя невольную природу смеха и его частую заразительность.

В своей жизни мы руководствуемся чередой таких приблизительных оценок поведения и умственного состояния своего и других людей – оценок, которые хотя и несовершенны, но адаптивны и достаточно точны, чтобы худо-бедно справляться. Однако как ученым нам требуется нечто большее, чем просто объяснения по умолчанию, основанные на здравом смысле. Наука о поведении и о мозге предлагает путь к такому пониманию, которое бросает вызов мифам об умственной жизни и повседневном поведении. Одно из удовольствий на этом пути состоит в том, что реальность часто переворачивается на голову, обнажая скрытые процессы и предлагая откровения о том, кто мы, что мы делаем и куда мы идем.

Не может быть никакой науки об искусстве

Джонатан Готтшалль

Почетный исследователь Департамента английского языка Колледжа Вашингтона и Джефферсона. Автор книги The Storytelling Animal («Животное, рассказывающее истории»).

Пятнадцать тысяч лет назад на территории современной Франции некий скульптор проплыл по подземной реке и затем прополз почти на километр в глубину горной пещеры. Из глины, которую он нашел там, первобытный скульптор вылепил большого быка-бизона, собирающегося взобраться на корову, а потом так и оставил свое творение в недрах земли. Никто не тревожил двух бизонов в пещере Тюк Д’Одубер, пока в 1912 году их не обнаружили мальчишки, пробравшиеся туда, – и так было сделано одно из многих случившихся в ХХ веке потрясающих открытий изысканного пещерного искусства, возраст которого иногда составляет десятки тысяч лет. Эти открытия перевернули наши представления о том, какими были наши жившие в пещерах предки. Это не были косматые хрюкающие троглодиты – у них были души настоящих художников. Они показали нам, что человек по самой природе своей – а не только в силу обретенной культуры – представляет собой примата, который производит искусство, потребляет искусство, одержим искусством.

Но почему? Зачем первобытный скульптор забирался под землю, создавал произведение искусства и оставлял его там во тьме? И главное, почему вообще появилось и существует искусство? Ученые придумали множество теорий, пытаясь ответить на подобные вопросы, но точного ответа мы так до сих пор и не знаем. Одна из причин этого заключается в том, что наука относится к этой проблеме спустя рукава.

Когда-то давно кто-то объявил, что искусство не может быть предметом научного исследования – и почему-то почти все этому поверили. Гуманитарные дисциплины и естественные науки представляют собой, как сказал бы Стивен Джей Гулд, непересекающиеся магистерии (Non-Overlapping Magisteria, NOMA); инструментарий одной совершенно не подходит для другой.

Наука по большей части приняла эту точку зрения. Как иначе можно объяснить то, что она игнорирует искусство? Люди живут в окружении искусства. Мы читаем истории, смотрим их экранизации по телевидению и слушаем песни. Мы пишем картины и любуемся ими. Мы украшаем свои дома так же, как птица-шалашник украшает свое гнездо. Мы требуем, чтобы товары, которые мы покупаем, были красивы, – этим требованием объясняется глянец наших автомобилей и модернистская эстетика наших айфонов. Мы творим искусство из наших собственных тел, работая над ними, словно скульпторы, с помощью диет и упражнений, украшая их драгоценностями и красочной одеждой, используем нашу кожу, словно живой холст, который мы покрываем татуировками. И так во всех культурах мира. Как доказывал покойный Денис Даттон в книге «Инстинкт искусства» (The Art Instinct), при всех вариациях от культуры к культуре «у всех людей, в сущности, одно и то же искусство».

Наша странная привязанность к искусству так же отличает наш биологический вид от всех остальных, как наш интеллект, или наш язык, или использование нами орудий. И при этом мы так мало понимаем об искусстве! Прежде всего, мы так и не знаем, зачем оно вообще существует. Мы не знаем, почему у нас есть потребность создавать красоту. Мы не знаем, как искусство воздействует на наш мозг – почему одна комбинация звуков или цветов нам приятна, а другая нас раздражает. Мы очень мало знаем о том, что можно было бы считать прекурсорами искусства у других биологических видов, и не знаем, когда мы сами стали животными-художниками. (Согласно одной влиятельной теории, искусство появилось 50000 лет назад в результате чего-то вроде творческого Большого взрыва. Если это верно, то как именно это произошло?) У нас даже, откровенно говоря, нет хорошего определения, что такое искусство. Короче говоря, в человеческой жизни нет другого столь же важного явления, которое бы мы так плохо понимали.

В последние годы в гуманитарных областях стали все больше применяться научные инструменты и методы. Нейробиологи теперь могут нам показать, что происходит у нас в мозге, когда мы наслаждаемся песней или любуемся картиной. Психологи исследуют пути, которыми литература и телевизионные шоу формируют нашу политику или влияют на нашу нравственность. Эволюционные психологи и лингвисты совместными усилиями пытаются проследить эволюционное происхождение литературы. Другие лингвисты конструируют «цифровые гуманитарные дисциплины», используя алгоритмы для извлечения из оцифрованных текстов Больших данных. Но естественнонаучные методы в гуманитарных областях применяются пока по большей части предварительно, несистемно и несвязно. Они не образуют научной программы.

Если мы хотим получить более качественные научные ответы на фундаментальные вопросы об искусстве, то наука должна полностью вступить в эту игру. Пусть ученые-гуманитарии и могут рассказать нам захватывающие истории о происхождении и роли искусства, но у них нет нужного инструментария, чтобы терпеливо просеивать поле конкурирующих идей. Вот для чего нужны методы точных наук – отделять более правдивые истории от менее правдивых историй. Но по-настоящему сильная наука об искусстве потребует и грубой, первичной экспертизы гуманитариев, и тонкой проверки гипотез представителями точных наук. Я не призываю к тому, чтобы «естественники» захватили гуманитарную область, я призываю к партнерству.

На пути этого будущего партнерства стоят огромные препятствия. Имеется непроверенное предположение, что в искусстве есть все же нечто такое, что не поддается исследованиям методами естественных наук. Есть широко распространенное, хотя и редко высказываемое вслух убеждение, что искусство – это всего лишь некое излишество в человеческой жизни, сравнительно неважное рядом с абсолютной значимостью науки. А также имеется довольно странное мнение, что наука обязательно разрушает красоту, которую пытается объяснить (как будто даже самый квалифицированный астроном способен притушить звездный свет). Но девиз дельфийского оракула «Познай самого себя» до сих пор остается нашим главным интеллектуальным руководством, и, пока мы не создадим науку об искусстве, в самопознании человека всегда будет зиять огромный пробел.

Наука и технологии

Джордж Дайсон

Историк науки. Автор книги Turing’s Cathedral: The Origins of the Digital Universe («Собор Тьюринга: происхождение цифровой вселенной»).

Словосочетание «наука и технологии» предполагает неразрывную связь этих областей, хотя на самом деле она, может быть, совсем не так прочна, как кажется. Бывает наука без технологий, могут существовать и технологии без науки.

Чистая математика – от пифагорейцев до геометрических чертежей (сангаку), выставлявшихся в японских храмах, – лишь один из примеров науки, процветающей без всяких технологий. А императорский Китай разработал изощренные технологии, пренебрегая точными науками, и ничего не стоит представить себе общество, которое принимает технологии, при этом подавляя науку, пока не останутся только технологии. Также можно представить и некий конкретный вид технологий, который станет настолько доминировать, что он затормозит развитие науки ради собственного сохранения.

Если наука подарила нам технологии, это не означает, что технологии всегда будут готовы дарить нам науку. Наука может отправиться в отставку в любой момент. Но если мы раньше отправим в отставку идею о том, что, пока развиваются технологии, развивается и наука, то поможем себе избежать этой ошибки.

Явления бывают либо истинными, либо ложными

Алан Алда

Актер, писатель, режиссер, ведущий программы Brains on Trial («Мозг под следствием») телеканала PBS. Автор книги Things I Overhard While Talking to Myself («Вот что я подслушал, разговаривая сам с собой»).

Возможно, идея, что все явления бывают только либо истинными, либо ложными, должна уйти на покой.

Я не ученый, я просто люблю науку, так что, возможно, сейчас не моя очередь говорить, – но, как все любящие, я очень много думаю о своей любимой. Я хочу, чтобы она была свободной и продуктивной и чтобы ее правильно понимали.

С моей точки зрения, проблема заключается в том, что не только идея вечной и всеобщей истины в высшей степени сомнительна – простые, «местного значения» истины тоже нуждаются в уточнении. Разумеется, верх находится наверху, а низ внизу. Если только не принимать во внимание особые обстоятельства. Действительно ли Северный полюс вверху, а Южный полюс внизу? Если кто-то стоит на одном из полюсов, то стоят ли он правильно или вверх ногами? Вроде бы это зависит от вашей точки зрения.

Когда я учился думать в школе, меня говорили, что первое правило логики состоит в следующем: невозможно, чтобы одно и то же одновременно было и истинным, и ложным в одном и том же смысле. Последняя оговорка, «в одном и том же смысле», имеет большое значение. Как только вы меняете критерий, вы изменяете степень истинности ранее непреложного факта.

Смерть кажется довольно-таки определенной. Тело – это всего лишь кусок плоти. Жизнь закончилась. Но если вы лишь немного измените взгляд, то окажется, что тело находится в переходной фазе медленного превращения в разложившуюся органику – а значит, обретает способность жить в другой форме.

Это не означает, что истины в принципе не существует или что все возможно, – просто, похоже, непродуктивно считать те или иные вещи истинными раз и навсегда, без оговорок. В настоящий момент астрологию – в том виде, как нам ее сегодня демонстрируют, – вряд ли можно считать истинной. Но если однажды выяснится, что некогда какой-то органический материал оторвался от Марса и врезался в Землю, принеся на себе определенную частицу жизни, то, возможно, нам придется пересмотреть некоторые утверждения о том, что планеты не влияют на нашу жизнь здесь, на Земле.

А что, если – это просто мое скромное предложение – определить научную истину как нечто, что мы знаем и что понимаем на данный момент и определенным образом. Общество теряет доверие к науке, когда видит, что ученые не могут прийти к согласованному решению. Один говорит, что красное вино вам полезно, а другой – что оно может быть вредно даже в малых дозах. Есть люди, которые, в свою очередь, считают, что наука – это всего лишь еще одна система верований.

Ученые и популяризаторы науки постоянно предпринимают большие усилия, чтобы со всем этим справляться. Фраза «текущие исследования предполагают, что…» предупреждает нас, что речь идет пока что не о факте. Однако время от времени все же провозглашается полная истинность чего-либо – хотя уже следующая научная работа может поставить эту «истину» в другую систему координат. И тогда общественность начинает задумываться: а может быть, все эти ученые препираются просто потому, что у каждого из них есть своя любимая идея?

Факты, как мне представляется, – это работоспособные элементы, полезные в данных координатах или контексте. Они должны быть так точны и непреложны, как только возможно, и должны самым основательным образом проверяться экспериментами. Когда координаты меняются, эти факты надо не отбрасывать из-за того, что они перестали быть истинными, а по-прежнему уважать как полезные в определенном контексте. Большинство людей, работающих с фактами, так и поступают, но не думаю, что общественность до конца это понимает.

Вот почему я надеюсь, что в дальнейшем мы будем с бóльшей осторожностью утверждать, что нечто истинно или ложно во все времена и в любой точке Вселенной.

Особенно, если, утверждая подобное, мы при этом стоим на голове вверх ногами.

Простые ответы

Гэвин Шмидт

Климатолог, директор Института космических исследований имени Годдарда, НАСА.

Точнее говоря, идея, что на сложные вопросы могут быть простые ответы. Вселенная очень сложно устроена. Что бы вы ни взяли – функционирование клетки, экосистему Амазонии, климат Земли или явление солнечного динамо – все эти системы сложны, а их воздействие на нашу жизнь чрезвычайно многогранно. Для нас естественно задавать себе простые вопросы об этих системах, и многие из наших самых великих открытий были сделаны благодаря глубочайшим исследованиям, к которым приводил поиск ответов на такие простые вопросы. Но сами полученные ответы никогда не были столь же простыми. В реальном мире ответа «42»[33] никогда не бывает.

Однако как человеческий коллектив мы продолжаем вести себя так, словно простые ответы существуют. Нам постоянно приходится читать о некоем новом научном методе, который выведет нас из тупика, о горстке новых данных, которые позволят нам познать «истину», или о решающем эксперименте, который подтвердит гипотезу. Но большинство ученых согласны в том, что все это пустые россказни: наука – это постепенные шажки, приближающие нас к реальности, а не торная дорога к абсолютной истине.

По контрасту с этим, в наших общественных дискуссиях доминируют голоса, которые ставят знак равенства между ясностью и самым простым подходом к явлениям: либо хорошее, либо плохое; либо день, либо ночь; или черное, или белое. Игнорируются не только оттенки серого; упускается из вида весь прекрасный радужный спектр. Требуя простых ответов на сложные вопросы, мы выхолащиваем эти вопросы, лишаем их того, что и делает эти простые вопросы столь интересными.

Иногда ученые втягиваются в эту игру, сочиняя свои пресс-релизы или научно-популярные книги, – откровенно говоря, и того, и другого трудно избежать полностью. Но мы должны быть более бдительными. Мир сложен, и мы должны учитывать эту сложность, чтобы оставалась надежда найти здравые ответы на простые вопросы, которыми мы неизбежно будем задаваться и впредь.

Научное познание мира никогда не будет иметь пределов

Мартин Риз

Бывший президент Королевского общества, почетный профессор космологии и астрофизики Кембриджского университета, преподаватель Тринити-колледжа. Автор книги From Here to Infinity («Отсюда к бесконечности»).

Есть широко распространенное мнение, что наше проникновение в глубь вещей будет продолжаться бесконечно – так что в конечном счете все научные проблемы будут полностью исследованы. Но, возможно, нам следует отказаться от этого оптимизма. Человеческий интеллект может наткнуться на барьеры – пусть даже в большинстве научных областей до этого еще далеко.

Есть очевидно незавершенное дело в космологии. Теория Эйнштейна рассматривает пространство и время как связные и непрерывные. Однако мы знаем, что никакую материю нельзя произвольно порубить на сколь угодно мелкие кусочки – в конце концов вы упретесь в отдельные атомы. Схожим образом и само пространство имеет гранулированную и квантифицированную структуру, только в масштабе в триллион триллионов раз меньше. Нам недостает единого понимания основ физического мира.

Такая теория ввела бы Большие взрывы и мультивселенные в сферу компетенции строгой науки. Но она не послужила бы сигналом к тому, что время открытий прошло. На самом деле эта теория никак не касалась бы 99 % ученых, которые не являются ни специалистами по физике частиц, ни космологами. Например, наши знания о питании и уходе за детьми столь поверхностны, что советы экспертов меняются каждый год. Это довольно нелепо контрастирует с той уверенностью, с которой мы обсуждаем галактики и субатомные частицы. Но биологов сдерживают проблемы сложности – и эти проблемы ошеломляют гораздо сильнее, чем аналогичные проблемы в очень большом и очень малом масштабе.

Иерархию наук иногда сравнивают с высоким зданием: физика частиц располагается на первом этаже, выше – остальная физика, потом химия и так далее вверх, вплоть до психологии (а экономисты живут в пентхаусе). С этим корреспондирует иерархия сложности: от атомов к молекулам, клеткам, организмам и так далее. Эта метафора в известном смысле полезна: она показывает, как устроена каждая наука вне зависимости от других. Но в одном ключевом аспекте эта аналогия слаба. В любой постройке слабый фундамент ставит под угрозу верхние этажи. Однако в нашей аналогии «науки верхних уровней», имеющие дело со сложными системами, не зависят от прочности основания.

У каждой науки есть собственные, отличные от других понятия и объяснения. Даже если бы у нас был гиперкомпьютер, способный решить уравнение Шрёдингера для квадриллионов атомов, результат не принес бы такого понимания, которого добиваются ученые.

Это верно не только для тех наук, которые имеют дело с действительно сложными вещами – особенно с живыми, – но даже и с более прозаическими явлениями. Например, математиков, пытающихся понять, почему капает кран или обрушивается волна, не интересует тот факт, что по своему химическому составу вода – это H2O. Они рассматривают жидкость как континуум. Они используют новые, «эмерджентные» концепции, такие как вязкость и турбулентность.

Почти все ученые – редукционисты, поскольку думают, что все явления, какими бы сложными они ни были, подчиняются главным физическим уравнениям. Но даже если бы гиперкомпьютер смог решить уравнение Шрёдингера для колоссального объема атомов, из которых состоит (скажем) прибой, стая перелетных птиц или тропический лес, объяснение на атомном уровне не дало бы нам того знания, которого мы на самом деле добиваемся. Мозг – это скопление клеток, а живописное полотно – скопление химических пигментов. Но что интересно в обоих случаях, так это паттерны и структуры, то есть возникающая сложность.

Мы, люди, не очень изменились с тех пор, когда наши далекие предки бродили по африканской саванне. Наш мозг развивался для того, чтобы мы могли управляться с окружающей человека средой, масштаб которой таков же, как и наш. Так что это и в самом деле замечательно, что мы можем разбираться в вещах, которые недоступны для нашей повседневной интуиции, в частности в крошечных атомах, из которых мы сделаны, и громадном космосе, который нас окружает. Тем не менее – даю голову на отсечение – некоторые аспекты реальности объективно находятся вне возможностей нашего познания, и для их понимания требуется некий постчеловеческий интеллект – точно так же как евклидова геометрия недоступна низшим приматам.

Кто-то может оспорить это заявление, указав, что для вычислений не может быть никаких пределов. Но исчисляемое не значит концептуально постижимое. Вот простой пример: любой человек, владеющий декартовой геометрией, легко может мысленно представить себе простую форму – линию или круг, – если увидит ее уравнение. Но никто, имея (кажущийся простым) алгоритм для рисования множества Мандельброта, не сможет визуально представить его поразительные хитросплетения – хотя для компьютера рисование модели является весьма скромной задачей.

Было бы неоправданным антропоцентризмом верить в то, что вся наука (и точное понимание всех аспектов реальности) находится в пределах досягаемости человеческого ума. Будут ли действительно долговременные планы на будущее реализованы живыми постчеловеческими существами или разумными машинами – это предмет для дискуссий, но в любом случае на их долю останется немало открытий, которые сегодня недоступны для нас.


Жизнь развивается через общий генетический набор

Сейриан Самнер

Старший преподаватель поведенческой биологии Бристольского университета, Великобритания.

Гены и сети их взаимодействия определяют фенотип организма – то, как он выглядит и как себя ведет. Одна из самых крупных проблем в современной эволюционной биологии состоит в том, чтобы понять взаимоотношения между генами и фенотипами. Преобладает теория, согласно которой все животные созданы фактически из одного и того же набора регуляторных генов – генетического пакета – и что фенотипические вариации внутри видов и между ними возникают просто потому, что эти общие для всех гены используются по-разному. Но сейчас ученые добывают огромный объем геномных данных из самых различных организмов, и эти данные велят нам отправить на покой идею о том, что в основе всей жизни на Земле лежит один набор законсервированных генов. Вместо этого нам нужно исследовать роль геномных новаций в эволюции фенотипического разнообразия и обновления.

Идея законсервированного генетического набора жизни родилась в мире evo-devo[34]. Если коротко, то эта научная дисциплина предполагает, что эволюция во всех организмах использует одни и те же ингредиенты, но каждый раз ведет сложную работу с рецептами. Экспрессия генов в разное время развития и/или в разных частях тела приводит к тому, что одни и те же гены могут быть использованы в разных комбинациях – это делает возможным развитие, генерирует фенотипическое разнообразие и обновление. Животные выглядят по-разному не потому, что у них разные молекулярные аппараты, а потому, что разные части этих аппаратов активированы в разной степени в разное время, в разных местах и в разных комбинациях. Число комбинаций в самом деле огромно, и это дает правдоподобное объяснение развитию сложных и разнообразных фенотипов даже из малого числа генов. Например, в геноме человека всего лишь 21000 генов, однако мы представляем собой, пожалуй, один из самых сложных продуктов эволюции.

Хрестоматийный пример – это суперконтроллер развития, Hox-гены: набор генов, которые говорят телам в каждой основной животной группе, где им следует отращивать головы, хвосты, руки, ноги. Hox-гены есть у мышей, червей, людей… Они унаследованы от общего предка. Другие генные наборы отвечают за развитие глаз или за цвет волос (оперения). Генные наборы стары, они присутствуют во всех животных и делают для всех животных примерно одно и то же. Нельзя отрицать, что законсервированный геномный материал формирует важную часть молекулярных строительных блоков жизни.

Однако сейчас мы можем de novo, то есть с самого начала, секвенировать геномы и транскриптомы (гены, работающие здесь и сейчас) любого организма. У нас есть последовательности для водорослей, питонов, зеленых морских черепах, рыбы фугу, пестрых мухоловок, утконосов, коал, обезьян бонобо, гигантских панд, дельфинов-афалин, муравьев-листорезов, бабочек-монархов, тихоокеанских устриц, пиявок – список растет по экспоненте. И каждый новый геном несет в себе набор уникальных генов. У круглых червей 20 % генов уникальны. В каждой линии муравьев содержится примерно 4000 новых генов, но только 64 гена сохраняются во всех 7 муравьиных геномах, которые к настоящему времени прослежены.

Многие из этих уникальных («новых») генов оказываются важными в эволюции биологических инноваций. Морфологические различия между близкородственными пресноводными полипами Hydra могут объясняться маленькой группой новых генов. Новые гены оказываются важными у рабочих пчел, ос и муравьев. Гены, специфичные для тритонов, могут играть роль в их поразительной способности регенерировать ткани. У людей новые гены ассоциируются с такими тяжелыми заболеваниями, как лейкозы и болезнь Альцгеймера.

Жизнь геномно сложна, и эта сложность играет важнейшую роль в развитии многообразия жизни. Легко увидеть, как инновация может улучшаться путем естественного отбора: например, как только появился первый глаз, он сразу стал подвергаться суровому отбору, чтобы увеличить приспособленность (способность к выживанию) его хозяина. Сложнее объяснить, как появляются новации, особенно из законсервированного геномного набора. Дарвиновская эволюция объясняет, как организмы и их признаки развиваются, но не как они возникли. Как появился первый глаз? Или, более точно, как впервые появился главный регуляторный ген для развития глаза у всех животных? Способность к развитию новых фенотипических признаков – будь то морфологические, физиологические или поведенческие – играет решающую роль для выживания и адаптации, особенно в меняющейся (или новой) среде.

Законсервированный геном может генерировать новации через переустановку (внутри или между генами), перемены в регуляции или геномную дупликацию. Например, геном позвоночных был полностью повторен дважды за свою эволюционную историю, а у лососевых рыб в дополнение к этому произошло еще два полных удвоения генома. Удвоения выводят из-под отбора по функционированию одну из генных копий, позволяя этой копии мутировать и развиваться в новый ген, тогда как другая копия действует как обычно. Законсервированные геномы также могут хранить в себе много латентных генетических вариаций – исходного материала для развития новаций, – которые не подлежат отбору. Нелетальная вариация может пребывать в геноме в состоянии покоя, не экспрессируясь или экспрессируясь в такое время, когда это не повлечет летальный эффект для фенотипа. Молекулярный аппарат, регулирующий экспрессию генов и белков, опирается на минимальное количество информации, правил и инструментов: факторы транскрипции опознают последовательности только немногих базовых пар как связок, что дает им огромный потенциал пластичности в местах связки. Хорошим источником геномных обновлений являются плейотропные перемены во многих законсервированных генах с использованием разных комбинаций транскрипции, трансляции и/или посттрансляционной активности. Например, эволюция формы клюва у дарвиновских вьюрков контролируется плейотропными изменениями, вызванными изменениями в сигнальных схемах законсервированного гена, контролирующего развитие кости. Способность к комбинациям даже ограниченного генетического набора дает ему громадный потенциал для развития новаций на базе старого аппарата.

Однако наличие уникальных генов во всех исследованных на сегодня эволюционных линиях говорит нам о том, что в фенотипической эволюции рождение генов de novo важнее, чем перекомпоновка старых ингредиентов. Чрезмерное обилие некодирующих ДНК в геномах становится менее загадочным, если они представляют собой плавильный котел, в котором геномы исследуют и создают новые гены и генные функции – и, в конечном счете, фенотипические инновации. Сейчас принято считать, что геномы постоянно производят новые гены, но только немногие из них становятся действующими.

Наша история началась просто: вся жизнь является продуктом мягкого эволюционного обновления общего молекулярного набора. Сейчас настало невообразимое время, когда мы можем распаковать молекулярные строительные блоки любого существа. И эти новые данные потрясают. Сюрприз? Не совсем. Возможно, самый важный урок из всего этого состоит в том, что никакая теория не является совершенно правильной, что хорошие теории – это те, которые способны к развитию и восприимчивы к инновациям. Давайте развивать теории (сохраняя те их части, которые доказали свою правильность), а не отправлять их в отставку.

Совершенно случайные мутации

Кевин Келли

Старший отщепенец[35] в журнале Wired, автор книг Cool Tools: A Catalog of Possibilities («Крутой инструментарий: каталог возможностей»), The Inevitable: Understanding the 12 Technological Forces That Will Shape Our Future[36] и других.

То, что обычно называют случайной мутацией, на самом деле не происходит по математически случайной схеме. Процесс генетической мутации чрезвычайно сложен, в нем множество путей, в него вовлечено больше чем одна система. Современные исследования предполагают, что большинство спонтанных мутаций – это ошибки в процессе ремонта поврежденных ДНК. Ни повреждения, ни ошибки в ремонте не бывают случайными; не случайно ни место, где произошла ошибка, ни время, ни то, как именно она произошла. Идея о том, что мутации случайны, – это, скорее, просто широко распространенное предположение неспециалистов (и даже многих учителей биологии). Этому нет прямых доказательств.

В то же время есть много свидетельств того, что генетические мутации различаются паттернами. Например, довольно широко признано, что частота мутаций увеличивается или уменьшается с увеличением или уменьшением стрессовой нагрузки на клетки. На частоту мутаций влияют и мутации, порожденные стрессом от хищников или конкуренции, а также мутации, вызванные факторами среды и эпигенетическими факторами. Кроме того, замечено, что мутации с большей вероятностью происходят близ того места в ДНК, где мутации уже происходили, создавая таким образом кластеры активных мутаций, – а это не случайная модель.

Хотя мы не можем сказать, что мутации случайны, мы можем сказать, что здесь все же есть значительный хаотический компонент – точно как при броске игральной кости. Но фальшивые игральные кости, налитые свинцом, не надо путать со случайностью, потому что в долгосрочной перспективе – а именно таковы временны́е рамки эволюции – сдвинутый центр тяжести костей повлечет заметные последствия. Поэтому поясню: есть доказательства, что в мутациях главную роль играет случай, и без случайностей не было бы естественного отбора. Но это не произвольные случайности. Это нагруженные случайности с множественными ограничениями, многопозиционными искажениями, многочисленными кластерами и смещенным распределением.

Почему же идея случайных мутаций так живуча? Предположение о «случайной мутации» было философской необходимостью для борьбы с более ранней ошибочной идеей унаследованных приобретенных свойств или с тем, что обычно называют эволюцией по Ламарку. Как грубое приближение первого порядка, случайная мутация довольно хорошо работает в качестве интеллектуальной и экспериментальной конструкции. Но нехватка прямых свидетельств действительно случайных мутаций достигла сейчас такого уровня, что эта идея должна быть отправлена в отставку.

Есть несколько взаимосвязанных причин, почему эта безосновательная идея продолжает эксплуатироваться при отсутствии доказательств в ее пользу. Во-первых, сказывается страх перед тем, что неслучайные мутации будут неправильно поняты и искажены креационистами, использованы как новый аргумент в отрицании реальности и важности эволюции путем естественного отбора. Во-вторых, если мутации не случайны и у них есть некий паттерн, то этот паттерн создает микронаправление в эволюции. А поскольку биологическая эволюция представляет собой не что иное, как микродействия, аккумулирующиеся в макродействия, то эти микропаттерны оставляют открытой возможность макронаправлений в эволюции.

И тут сразу поднимаются разные тревожные красные флажки. Если есть эволюционные макронаправления, то откуда они возникли? И что это за направления? Сегодня мало согласия относительно доказательств макронаправлений в эволюции, если не считать возрастающей сложности. Но сама идея хоть какого-то направления эволюции настолько противоречит нынешним догмам современной теории эволюции, что предположение о случайности остается в ходу.

Отправляя в отставку идею совершенно случайных мутаций, мы можем получить некоторые практические преимущества. Идею о том, что у мутаций есть тенденции, можно применять для того, чтобы с большей легкостью создавать генетические процессы, используя эти тенденции. Мы сможем лучше понять происхождение мутаций при болезнях и излечивать их. И с этим новым пониманием мы сможем успешнее разрешить некоторые неразгаданные тайны макроэволюции. При отказе от идеи случайных мутаций важно отдавать себе отчет в том, что элемент случайности, действующий в мутациях, не является «несовершенной» случайностью, а скорее, содержит в себе долю порядка, который является генеративным, – нечто маленькое, что может быть использовано либо нами, либо естественным отбором. Для чего это используется или может использоваться – этот вопрос остается открытым, но мы никогда не доберемся до использования, если будем цепляться за идею о случайности мутаций.

Один геном на особь

Эрик Тополь

Руководитель кафедры инновационной медицины Фонда Гэри и Мэри Уэст, профессор геномики Научно-исследовательского института Скриппса. Автор книг The Creative Destruction of Medicine («Созидательное разрушение медицины»), The Patient Will See You Now: The Future of Medicine Is in Your Hands[37] и других.

Нас учили, что оплодотворенная яйцеклетка делится таким образом, чтобы в результате образовался человек целиком – человек, по последним оценкам, имеющий 37 триллионов клеток с аутентичной копией его генома в каждой. К сожалению, этот простой и, казалось бы, непреложный архетип в последнее время мутировал.

Хотя классическое учение – один геном на особь – начали ставить под вопрос десятилетия назад, оно было однозначно развенчано только недавно, когда мы научились выполнять секвенирование одной клетки и геномную гибридизацию высокого разрешения. Например, в 2012 году исследователи сообщили, что при аутопсии у 37 женщин из 59 в клетках мозга обнаружили ген DYS 14, специфичный для мужской Y-хромосомы[38]. Многим трудно было в это поверить. Но недавно ученые в Институте Солка провели секвенирование одиночных клеток человеческих мозговых нейронов, взятых у покойников, и обнаружили, что поразительная доля клеток (до 41 %) имела структурные варианты ДНК.

Этот уровень так называемого мозаицизма в мозге оказался гораздо выше, чем ожидалось, и даже возник вопрос о возможных огрехах нашей технологии секвенирования одиночных клеток. Но дело не в этом, потому что слишком много независимых исследований пришли к схожим результатам в мозге или в других органах – коже, крови, сердце. В прошлом году группа ученых Йельского университета во главе с Ричардом Лифтоном и Мартиной Брюкнер обнаружили, что у большой доли детей с врожденным пороком сердца были мутации, не представленные ни у одного из родителей, – мутации, которые, возможно, ответственны за 10 % врожденных пороков сердца[39].

Эти спонтанные de novo (первичные) мутации клеток на протяжении жизни человека стали неожиданной проблемой для генетиков, которые думали, что наследственность передается между поколениями. Постоянно появляются сообщения о спорадических заболеваниях, вызванных этими de novo-мутациями, в их числе значатся боковой амиотрофический склероз (болезнь Лу Герига), аутизм и шизофрения. Мутации могут происходить во многих временны́х точках на протяжении человеческой жизни. Анализ 14 абортированных развивающихся человеческих эмбрионов показал, что у 70 % из них имеют место крупные структурные вариации, пусть даже они не были бы представлены в случае рождения[40]. На другом конце временного континуума, у 6 человек, чья смерть не была связана с раком, был отмечен обширный мозаицизм во всех проверенных органах, включая печень, тонкую кишку и поджелудочную железу[41].

Но мы до сих пор не знаем, представляет ли это только академический интерес или серьезно сказывается на возникновении болезней. Безусловно, мозаицизм, случающийся позже в жизни в «необратимо измененных» клетках, играет важную роль в развитии рака. А мозаицизм иммунных клеток, особенно лимфоцитов, является частью здоровой и прочной иммунной системы. А в остальном функциональное значение того, что в каждом из нас есть много геномов, во многом остается неясным.

А значение может быть очень большим. Когда мы берем анализ крови, чтобы оценить геном пациента, мы понятия не имеем о потенциальном мозаицизме, существующем в разных частях его тела. Потребуется большая работа, чтобы это выяснить, и теперь, когда у нас есть для этого необходимая технология, мы в последующие годы непременно продвинемся в понимании себя – замечательных себя с гетерогенными геномами.

Природа или воспитание?

Тимо Ханнэй

Исполнительный директор Digital Science, издательство Macmillan Publishers Ltd.; соорганизатор конференций SciFoo.

Какое-то число научных теорий оказываются поверженными в прах. Такое случается, когда вы работаете на границах человеческого невежества. Но в большинстве своем они в худшем случае представляют собой мелкие отвлечения или интеллектуальные отклонения, которые почти не проявляются вне академического лона. А вот такое ложное научное представление, которое вырвалось в реальный мир и приносит реальный ущерб, заслуживает пули в затылок. Возможно, сегодня наилучший пример такого представления – это спор «природа или воспитание».

Это обманчиво-соблазнительное противопоставление придумал Фрэнсис Гальтон – основатель евгеники, энциклопедист и двоюродный брат Чарльза Дарвина. К сожалению, как и евгеника – монументально неудачная теория Гальтона, – концепт «природа vs. воспитание» порождает порочную смесь концептуальной ошибочности и политического потенциала.

Самая элементарная ошибка, которую люди делают, толкуя о воздействии генов в отличие от воздействия среды, заключается в предположении, что их действительно можно отделить друг от друга. Дональд Хебб, блестящий канадский нейропсихолог, когда его спросили, что больше влияет на формирование личности – природа или воспитание, вроде бы сказал: «А что больше влияет на площадь прямоугольника – его длина или его ширина?»

Это остроумный ответ, но он, к сожалению, только усилил серьезное заблуждение, согласно которому генетика и среда – это взаимно перпендикулярные понятия, как ньютоновы пространство и время. А на самом деле они больше похожи на эйнштейново пространство-время – глубоко переплетенные, со сложными взаимодействиями, которые могут привести к парадоксальным результатам.

Конечно, специалистам это уже известно. Они, например, понимают, что большинство детей наследуют от своих родителей не только гены, но также и их среду – отсюда и исследования раздельно живущих однояйцевых близнецов (у которых общие почти все гены, но не среда). К тому же вот уже более 30 лет вполне понимается и принимается идея расширенного фенотипа – в котором организмы, побуждаемые своими генами, стараются модифицировать свою среду. И наука эпигенетика, которой, правда, еще предстоит пройти большой путь, уже продемонстрировала широкое разнообразие путей изменения действия генов под влиянием иных факторов, нежели их нуклеотидная последовательность, и показала, что это в большой степени определяется средой гена (которая, разумеется, частью состоит из других генов как в том же организме, так и вне его).

Опять же к сожалению, почти все это остается не замеченным журналистами и политиками – то есть людьми, которые хотят формировать наше общество. Почти все они, кажется, держатся наивного ньютонова взгляда на природу и воспитание, что толкает их во всевозможные интеллектуальные заблуждения.

Ярким примером может служить шумиха вокруг пространного доклада об образовании, написанного в октябре 2013 года Домиником Каммингсом, советником тогдашнего правоцентристского министра образования Великобритании. Он, в том числе, указал (правильно), что учебная успеваемость – вещь в значительной степени наследственная. Многие комментаторы, особенно левые, поняли это в том духе, что для Каммингса образование якобы вообще не имеет значения. В их ньютоновых вселенных с природой-или-образованием наследственность свойства – это непреложный закон, который делает людей – и, что еще хуже, детей – пленниками их генов.

Это чепуха. Наследуемость – это не противоположность мутабельности, и сказать, что наследуемость свойства высока, – не значит сказать, что среда не имеет никакого значения, потому что степень наследуемости сама зависит от среды. Возьмем рост человека. В богатых странах мира наследуемость роста составляет примерно 80 %. Но это только потому, что у нас в целом хорошее питание. В тех местах, где обычны недоедание и голод, доминируют факторы среды, и степень наследуемости роста оказывается гораздо ниже.

Сходным образом и высокая наследуемость учебной успеваемости не обязательно означает, что от образования мало что зависит. Как раз наоборот, это, по крайней мере отчасти, является результатом современного всеобщего школьного образования. Действительно, если бы каждый ребенок получил идентичное образование, наследуемость академической успеваемости поднялась бы до 100 % (потому что любые различия можно было бы объяснить только генами). Если смотреть на дело таким образом, то высокая наследственность учебной успеваемости – это не вера правых, а скорее, цель левых. Но попробуйте объяснить это газетному колумнисту с его дедлайнами или политику с его самоуверенностью. Ирония в том, что главной целью доклада Каммингса было доказать, что британская система образования производит беспомощную политическую элиту и столь же беспомощное общественное мнение, не замечающее подобных «технических» тонкостей. Критики Каммингса просто подтвердили его правоту.

Таким образом, порочная идея «природа vs. воспитание» заставляет умных, казалось бы, людей путать эгалитаризм с фашизмом, заблуждаться относительно последствий их собственной политики и приходить к необоснованным убеждениям касательно образования наших детей. Единственная форма эволюционной манипуляции, которая в таких обстоятельствах имеет смысл, – это согласованные усилия с целью устранить устаревшую и неправильную идею из нашего обихода.


«Особое» использование взаимодействия гена-среды

Роберт Сапольски

Нейробиолог, Стэнфордский университет. Автор книги Monkeyluv: And Other Essays on Our Lives as Animals («Любовь обезьян и другие эссе о нашей животной жизни»).

Когда заканчивался 2013 год, влиятельные медиа, как сейчас принято, предложили запретить целый ряд новых слов и терминов. На сей раз основными кандидатами на вылет стали YOLO[42], «броманс»[43], «селфи», «мэнкейв»[44] и (Боже, пусть это и правда запретят!)«тверкинг». Дело не в том, что эти слова какие-то неправильные, – просто они стали слишком часто употребляться и поэтому раздражают.

В науке некоторые термины тоже прямо-таки напрашиваются на то, чтобы их упразднили. Но такое редко случается только из-за того, что какое-то слово или выражение раздражает частотой своего употребления. Термин «геномная революция» тоже может надоесть и вызывать раздражение, но он полезен. Так же, как полезно и выражение «на протяжении 99 % истории человекообразных…», когда обсуждаются вопросы о том, чем занимаются люди в обстановке менее искусственной, чем наш современный мир. Лично я надеюсь, что последнюю фразу не отправят в отставку, потому что я сам использую ее с раздражающей частотой – и не думаю останавливаться.

Однако некоторые научные идеи должны быть упразднены – потому что они просто неправильны. Наглядным примером может служить утверждение – скорее не научное, а псевдонаучное, – что эволюция – это «только» теория. Но я предлагаю отправить в отставку фразу, которая в узком смысле правильная, но имеет неправильные коннотации: это идея «взаимодействия „ген-среда“».

Идея взаимодействия конкретного гена и конкретной среды была важнейшей опорой тысячелетней дихотомии «природа против воспитания». В этом качестве она часто принимала такую форму: «То-то и то-то не может быть только генетическим. Не забывайте о генно-средовом взаимодействии». Это утверждение звучало чаще, чем следующее: «То-то и то-то не могло быть связано только со средой. Не забывайте о генно-средовом взаимодействии».

Идея была особенно полезной, когда выражалась количественно при попытках бихевиоральных генетиков отнести проценты изменчивости в свойстве на счет среды, а не генов. Идея была также основой золотой фразы для не-ученых: «Но только если…» Например: «Вы можете часто говорить, что ген А вызывает эффект Х, но только если происходит в среде Z. В этом случае у вас есть нечто, именуемое генно-средовым взаимодействием».

Что здесь не так? Ведь это неимоверное улучшение по сравнению с постановкой вопроса «Природа или воспитание?» – особенно когда предполагаемый ответ на этот вопрос попадал в руки политиков или идеологов.

Для меня проблема заключается в том, что взаимодействие гена и среды употребляется таким образом, будто такое взаимодействие может быть только одно. В лучшем варианте предполагается, что бывает так, что генно-средовых взаимодействий нет. Хуже, когда говорят, что таких случаев большинство. В худшем варианте выдается нечто похожее на платонический идеал действия каждого гена – что каждый ген дает какой-то идеализированный эффект, что он постоянно «делает» это и что обстоятельства, при которых этого не происходит, редки и представляют либо патологические ситуации, либо не имеющие никаких последствий особые случаи. Поэтому определенный ген может оказывать «нормальное» платоновское воздействие на разум – конечно, за исключением тех случаев, когда человеку недоставало белка, когда он был зародышем, или у него была олигофрения, которую не пытались лечить, или он вырос, как дикий детеныш, в стае сурикатов.

Проблема с генно-средовым взаимодействием заключается в том, что никакой ген ничего не делает. Скорее, определенный ген оказывает определенный эффект в определенной среде. Сказать, что определенный ген оказывает неизменный эффект в любой среде, означает только сказать, что он оказывает неизменный эффект в тех средах, в которых он изучался до сих пор. Это стало еще понятнее в исследованиях генетики поведения, поскольку в них больше учитывалось регулирование средой эпигенетики, транскрипционных факторов, факторов сплайсинга и так далее. И это наиболее серьезно сказывается на людях в силу чрезвычайного разнообразия сред – и природных, и созданных культурой, – в которых мы живем.

Исследовать «генно-средовое взаимодействие» – это все равно что спрашивать, какое отношение длина прямоугольника имеет к его площади, и получать ответ, что в этом конкретном случае имеет место взаимодействие длины/ширины.

Естественный отбор – это единственный двигатель эволюции

Афина Вулуманос

Старший преподаватель психологии, старший исследователь, Лаборатория детского познания и коммуникаций Нью-Йоркского университета.

На занятиях по эволюции ламаркизм – выдвинутая Ламарком идея, что организм за свою жизнь может приобрести свойство и передать его по наследству, – обычно лишь коротко обсуждается и часто высмеивается. Как подлинный механизм эволюционных перемен подается дарвиновская теория естественного отбора.

В известном примере Ламарка жирафы, которые ели листья с высоких веток, потенциально могли отрастить более длинные шеи, чем жирафы, объедавшие низкие ветки, и могли передать свои более длинные шеи потомству. Наследование приобретенных признаков изначально считалось легитимной теорией эволюционных перемен, и даже Дарвин предлагал собственную версию того, как организмы могут наследовать приобретенные признаки.

Экспериментальные намеки на переход приобретенных свойств между поколениями появились в 1923 году, когда Павлов сообщил, что тогда как первому поколению его белых мышей понадобилось 300 попыток, чтобы узнать, где он прячет еду, то их потомству – 100 попыток, а их внукам – только 30. Но из описания Павлова было неясно, жили ли все мыши вместе (что обеспечивало бы некоторое общение между животными) и был ли у них допуск к другим видам узнавания. Другие ранние исследования потенциальной передачи свойств через поколения у растений, насекомых и рыб также подвергались сомнению из-за слабого контроля за экспериментами и возможности иного толкования. От ламаркизма отказались.

Но сегодняшние исследования, которые используют современные технологии воспроизводства вроде искусственного оплодотворения и проходят под должным контролем, могут физически изолировать поколения друг от друга и отсечь возможность какого-либо социального узнавания и передачи знания. Например, у мышей, которых приучили бояться определенного, во всех отношениях нейтрального запаха, родились мышата, которые тоже боялись этого запаха. И мышата-внуки тоже его боялись. В отличие от исследований Павлова, коммуникация здесь не может быть объяснением. Поскольку мыши тесно не общались между собой и эксперименты исключали перекрестное обучение и социальную передачу, то новообретенный специфический страх должен быть закодирован в их биологическом материале. (Биохимический анализ показал, что соответствующие изменения, видимо, произошли при метилировании генов, отвечающих за обоняние, в сперме родителей и детенышей. Метилирование – это один из образчиков эпигенетического механизма.) Естественный отбор остается главным фактором формирования эволюционных изменений, но наследование приобретенных свойств также может играть важную роль.

Эти открытия вписываются в сравнительно новое направление, которое называется эпигенетика. Эпигенетический контроль экспрессии генов вносит вклад в дифференцированное развитие клеток одного организма (то есть клеток, имеющих одну и ту же последовательность ДНК) – скажем, в клетки сердца или нейроны. Но за последнее десятилетие получены свидетельства и обнаружены возможные механизмы того, как среда и поведение организма в этой среде могут вызывать наследуемые изменения в экспрессии генов – без изменений в последовательности ДНК, передаваемых потомству. В последние годы мы получали много свидетельств эпигенетического наследования широкого ряда морфологических, метаболических и даже поведенческих свойств.

Таким образом, передача приобретенных свойств от поколения к поколению возвращается как возможный механизм эволюции. Она также дает надежду на интересную возможность того, что хорошее питание, физическая активность и образование, которые, как мы думали, не могут сказаться на подрастающем поколении (кроме как, если повезет, через личный пример), как раз могут оказать на детей большое влияние.

Поведение = гены + среда

Стивен Пинкер

Профессор отделения психологии Гарвардского университета. Автор книг The Language Instinct[45], How the Mind Works[46], The Sense of Style («Чувство стиля»), The End of Violence («Конец насилия») и других.

Сказали бы вы, что поведение вашего компьютера или смартфона определяется взаимодействием между его изначальной конструкцией и влиянием окружающей среды? Вряд ли; такое утверждение не было бы неверным, но было бы глупым. У сложных адаптивных систем есть своя неслучайная организация, и они способны принимать информацию. Но говорить, что информация на входе (input) «определяет» поведение системы в целом, или противопоставлять конструкцию системы этим входящим данным, – все это ничего не даст для понимания того, как работает система. Человеческий мозг гораздо более сложен и обрабатывает свои вводные гораздо более сложными способами, нежели любое сделанное человеком устройство, но при этом многие исследователи пытаются анализировать работу мозга методами, которые слишком просты даже для наших игрушек – гораздо более простых, чем мы сами. Так что каждый термин в уравнении, вынесенном в заголовок, вызывает сомнение.

Поведение. Больше чем полвека спустя после когнитивной революции мы продолжаем задаваться вопросом, определяется ли поведение генетикой или средой. Но ни гены, ни среда не могут непосредственно управлять мышцами. Поведение определяет мозг. Имеет смысл спрашивать, каким образом гены влияют на эмоции, мотивы или познавательные механизмы, но бессмысленно задаваться таким вопросом по поводу поведения.

Гены. Молекулярные биологи используют термин «ген» применительно к участкам ДНК, кодирующим синтез белка. К сожалению, в популяционной генетике, бихевиоральной генетике и эволюционной теории этот термин употребляется в другом смысле: любой носитель информации, который передается из поколения в поколение и оказывает устойчивое воздействие на фенотип. Сюда включаются все аспекты ДНК, которые могут воздействовать на экспрессию генов, и здесь смысл термина «ген» ближе к понятию «врожденно присущее», нежели к узкому смыслу, в котором его понимают молекулярные биологи. Путаница между этими двумя смыслами приводит к бесчисленным недоразумениям в наших дискуссиях о нашем собственном устройстве – взять хотя бы такое банальное утверждение, что «экспрессия генов (в смысле участков ДНК, кодирующих синтез белка) регулируется сигналами, поступающими из среды». А как же еще это может быть? В противном случае получалось бы, что каждая клетка все время синтезирует каждый белок! Пузырь эпигенетики, раздутый научными журналами, возник на схожей путанице.

Среда. Этот термин для обозначения информации на входе нашего организма тоже вводит в заблуждение. Из всей энергии, с которой сталкивается наш организм, только часть, сложным образом обработанная и трансформированная, оказывает воздействие на последующую обработку информации. Какая информация отбирается, как она трансформируется и как она воздействует на организм (то есть как организм познает) – все это зависит от внутренней организации организма. Говорить, что среда «определяет» или «формирует» поведение, – неясно и неточно.

Даже в техническом смысле термин «среда», используемый в количественной бихевиоральной генетике, сбивает с толку. Нет ничего неправильного в том, чтобы разделить фенотипическую изменчивость на компоненты, один из которых коррелирует с генетической изменчивостью (наследственность), а другой – с изменчивостью от семьи к семье («общая среда»). Проблема возникает, когда мы начинаем говорить о так называемых не-общих (non-shared) или «уникальных» средовых влияниях. Они включают всю ту изменчивость, которую нельзя отнести ни к генетической, ни к семейной изменчивости.

В большинстве исследований эти влияния рассчитываются по формуле 1 – (наследственность + общая среда). Для наглядности вы можете представить это себе как различия между идентичными близнецами, которые растут в одном доме. У них одни и те же гены, родители, старшие и младшие братья и сестры, школа, ровесники и соседи. Что же делает их разными? Если исходить из того, что поведение есть сумма генов и среды, то, значит, должно быть нечто такое в среде одного из близнецов, чего нет в среде другого.

Но эту категорию на самом деле следует назвать «разное/неизвестное», поскольку она не обязательно связана с каким-либо поддающимся измерению аспектом среды: например, один ребенок спит на верхнем ярусе кровати, а другой – на нижнем, или один из родителей делает одного из близнецов любимчиком (никак нельзя было предвидеть, что именно этого), или одного из близнецов гоняет собака, или другой подхватывает вирус, или ему особенно симпатизирует учитель. Эти влияния вообще чисто предположительны, и исследователи, которые пытались их идентифицировать, не преуспели в своих поисках. Альтернатива такова: этот компонент на самом деле состоит из случайных воздействий – новых мутаций, предродовых отклонений, шумов в ходе развитии мозга и жизненных событий с непредсказуемыми последствиями.

Эпидемиологи, сбитые с толку такими (не слишком редкими) феноменами, как столетний старик, выкуривающий по пачке сигарет в день, или однояйцевые близнецы, совершенно разные с точки зрения сексуальной ориентации, предрасположенности к шизофрении или переносимости болезней, все больше признают важность стохастических (случайных) эффектов в развитии. Они уже практически готовы признать, что просто Бог играет в кости с нашими свойствами.

К подобным же заключениям пришли и биологи развития. Сложившаяся дурная традиция предполагать, что все, что нельзя описать как «классически генетическое», должно быть описано как «средовое», заставляет поведенческих генетиков (и тех, кто интерпретирует их изыскания) заниматься бесплодным поиском «влияний среды» даже там, где вполне можно говорить о случайности в процессах развития.

Последнее недоразумение в нашем вынесенном в заголовок уравнении – столь уместный (на первый взгляд) знак «плюс» между словами «ген» и «среда». Это словно специально задумано, чтобы сбивать с толку. Когда мы говорим о взаимодействиях «ген-среда», то речь вовсе не о том, что среда необходима для того, чтобы гены могли делать свое дело (это верно для всех генов). Речь идет о триггер-эффекте, когда гены воздействуют на человека одним образом в одной среде и другим образом в другой среде, при этом у разных генов разные паттерны действия. Например, если вы унаследовали аллель 1, то вы уязвимы: стрессор делает вас невротиком. Если вы унаследовали аллель 2, то вы устойчивы: несмотря на стрессор, вы остаетесь в пределах нормы. Если же вы не подвергаетесь стрессу, то с любым из этих генов вы остаетесь в норме.

Взаимодействия «ген-среда» в этом техническом смысле странным образом оказываются в числе «уникальных средовых» компонентов, поскольку эти взаимодействия не одинаковы (в среднем) у детей, растущих в одной семье. Точно так же смущает и тот факт, что «взаимодействие» в общепринятом понимании этого термина – то есть что на человека с данным генотипом предсказуемым образом воздействует среда – вдруг оказывается в компоненте «наследственного», потому что количественная генетика измеряет только корреляции. Эта путаница возникла из открытия того обстоятельства, что на протяжении жизни человека унаследованные черты интеллекта проявляются все больше, а влияние общей среды уменьшается. Одно из объяснений этого заключается в том, что гены оказывают более сильное воздействие на позднем этапе жизни, однако есть и другое объяснение: люди с определенным генотипом сами помещают себя в такую среду, которая способствует проявлению их врожденных вкусов и талантов. Выходит, что «окружающая среда» все больше зависит от генов, а не является экзогенной причиной поведения.

Врожденность

Элисон Гопник

Профессор психологии и философии, Университет штата Калифорния в Беркли. Автор книги The Philosophical Baby («Философствующий младенец»).

Это обычное дело и в научной, и в научно-популярной литературе – говорить о врожденных человеческих свойствах, «встроенных» поведенческих установках или «генах», когда речь идет о чем угодно – от алкоголизма до уровня интеллекта. Иногда эти свойства считают общими чертами человеческого познания, а иногда – индивидуальными чертами конкретных людей. В изучении развития продолжает доминировать дихотомия «природа vs. воспитание». Но идее врожденности пора уходить.

Конечно, в течение долгого времени люди замечали, что для развития какого-то определенного свойства требуется взаимодействие природы и воспитания. Но несколько последних исследований ставят под все большее сомнение идею врожденных свойств. Речь идет не о том, что важно и то, и другое, некая смесь природы и воспитания, а о том, что само противопоставление природы и воспитания фундаментально неправильно.

Появились важное новое направление, которое изучает то, что называется эпигенетическими счетами развития, и новые эмпирические свидетельства этих эпигенетических процессов. Эти исследования показывают, что экспрессия генов, которая в конечном счете и ведет к появлению определенных свойств, сама по себе многими сложными способами управляется средой.

Возьмем мышей. Майкл Мини и его коллеги из Университета Макгилла взяли две разные, но генетически идентичные линии мышей; животные в этих линиях обычно проявляли разный уровень интеллекта. Ученые перенесли детенышей из одной линии в другую – теперь умные мыши-матери растили глупых мышат. В результате у глупых мышей развились примерно такие же способности к решению задач, как и у умных мышей, и эти способности даже передались следующему поколению[47]. Так были ли эти мышата врожденно глупы или врожденно умны? Сам этот вопрос бессмыслен.

А вот схожий человеческий пример. Появляется все больше свидетельств о ранней разнице в темпераменте между «орхидеями» и «одуванчиками». Дети с определенными генетическими и физиологическими характеристиками больше подвержены влиянию среды – и хорошему, и плохому. Например, недавно был исследован уровень синусовой дыхательной аритмии (СДА) – это, по существу, соотношение между сердцебиением и дыханием – у детей из бедных семей, находящихся в группах риска. Выяснилось, что у детей с высоким СДА, у которых были крепкие отношения с родителями, было потом меньше проблем с поведением, чем у детей с низким СДА. Но соотношение было обратным у детей с высоким СДА и с трудными отношениями с родителями – у них было больше проблем с поведением, чем у детей с низким СДА. Так было ли у них больше или меньше врожденных проблем?

Набирающие влияние байесовы модели человеческого обучения, модели, которые теперь доминируют в оценках человеческого познания, тоже ставят под вопрос идею врожденности, но с другой стороны. По крайней мере начиная с Ноама Хомски идут дискуссии о том, есть ли у нас врожденное знание. Байесова картина обрисовывает знание как набор потенциальных гипотез о мире. Мы изначально думаем, что одни гипотезы менее вероятны, а другие – более. Собирая новые свидетельства, мы можем рационально пересмотреть вероятность этих гипотез. Мы можем отбросить то, что изначально казалось вероятным, и принять идеи, у которых, как казалось, были маленькие шансы.

Если такая картина правильна, то все, о чем мы когда-нибудь подумаем, потенциально заложено в нас с самого начала. Но верно и то, что все, что мы думаем, подлежит ревизии и изменениям по мере поступления новых фактов. С таким вероятностным подходом уже совершенно неясно, что означает разговор о том, является ли знание врожденным или приобретенным. Вместо этого можно было бы сказать, что некоторые гипотезы изначально имеют низкую или высокую вероятность быть впоследствии подтвержденными фактами. Но гипотезы и факты неразрывно переплетены.

Третью тенденцию формирует растущее число свидетельств в пользу новой картины эволюции человеческого познания. Старая картина, изображавшая эволюционную психологию как нечто похожее на швейцарский армейский нож, в котором параллельно раскрываются и эволюционируют мириады четко очерченных «модулей», выглядит все менее убедительной. Новая и более приемлемая с биологической точки зрения картина показывает, что в этот эволюционный процесс вовлечено гораздо больше глобальных изменений, связанных с общим развитием. В их список входят увеличенные байесовы познавательные способности, только что описанные выше, увеличенная социальная трансмиссия, более широкое родительское участие, более долгие траектории развития и бо́льшие способности к гипотетическому мышлению.

Все это ведет к созданию цепей обратной связи, которые быстро трансформируют человеческое поведение. Эволюционный теоретик Эва Яблонка описала эволюцию человеческого познания скорее как эволюцию руки – многоцелевого гибкого инструмента, способного на освоение беспрецедентного числа навыков и решение беспрецедентных задач, – нежели как конструкцию швейцарского армейского ножа. В частности, некоторые теоретики доказывают, что временной лаг между появлением «анатомически современных» людей (очень рано в ходе эволюции) и появлением «поведенчески современного» человека (гораздо позже) объясняется скорее этими цепями обратной связи, а не некими генетическими изменениями.

Например, изначально считалось, что небольшие изменения в способности к культурному обучению и период защищенного детства, когда такое обучение происходило, могут привести к небольшим изменениям в поведении. Но эффект «культурного храповика» – то есть механизма, позволяющего движение только в одном направлении, но блокирующего обратное движение, – может привести к быстрой и ускоряющейся трансформации поведения из поколения в поколение, особенно по мере того, как у первобытных людей развивалось взаимодействие внутри групп.

Комбинация культурной передачи и байесовского обучения означает, что каждое поколение детей аккумулирует информацию от всех прошлых поколений. Они могут представить себе иные пути организации социальной и физической среды и внедрять соответствующие перемены. Поэтому каждое последующее поколение будет вырастать в условиях и под влиянием новой социальной и физической среды, иной, нежели у прежних поколений, – и это, в свою очередь, поведет каждое новое поколение к новым открытиям, к новому изменению среды и т. п. в ускоряющемся процессе когнитивной и поведенческой трансформации.

Все три описанные научные тенденции предполагают, что почти все, что мы делаем, – это не просто результат взаимодействия природы и воспитания; это и то, и другое одновременно. Способность к воспитанию заложена в нас природой, а обучение и культура – наше самое важное и самое характерное для нас эволюционное наследие.


Моральный табула-расаизм

Кили Хэмлин

Директор Центра детского познания, Университет Британской Колумбии.

В нашем обществе существует устойчивое убеждение, что мораль приобретается после рождения – медленно, постепенно и со значительными усилиями. Обычно считается, что маленький ребенок с точки зрения морали представляет собой tabula rasa – «чистую доску», что он начинают жизнь без каких-либо моральных предрасположенностей. Согласно такому взгляду, дети впервые сталкиваются с моральным миром лично, через собственный опыт и наблюдения. Потом они активно (или пассивно, но сегодня так думает все меньше ученых) комбинируют этот опыт и наблюдения с развитием контроля над импульсивными эмоциями, ви́дением перспективы и сложными рассуждениями, и таким образом со временем становятся более и более «нравственными».

Идея морального табула-расаизма должна быть отправлена в отставку. Во-первых, хотя она хорошо работает, если вы представляете себе младенца лишь как «цветущее и орущее недоразумение», а ребенка постарше – как занятого только собой эгоиста, исследования по психологии развития за последнее (как минимум) десятилетие предполагают, что ни одна из этих картин не верна. Например, в три месяца младенцы уже способны различать просоциальные и антисоциальные действия между неизвестными третьими лицами и предпочитают тех людей, которые помогают, а не мешают кому-то другому добиться цели. Увидев такие взаимодействия, трехмесячные дети обнаруживают стойкую тенденцию смотреть на Помогающего, а не на Мешающего, а дети четырех с половиной месяцев, которые уже умеют тянуть ручки, тянутся к Помогающим. Самое поразительное в том, что предпочтения младенцев не сводятся просто к выбору взрослого, который делает что-то хорошее (мы могли бы назвать это «предвзятостью по результату»): в первый год жизни младенцы предпочитают тех, кто мешает (не помогает) тем, кто мешает другим; они также предпочитают тех, у кого добрые намерения, даже если результаты получаются неудачными.

В младенчестве зарождаются не столько эгоизм, сколько все виды просоциального поведения – помощь, участие, информирование и так далее. Хотя такое поведение может быть результатом интенсивной ранней социализации, ученые полагают, что груднички и младенцы постарше мотивированы быть просоциальными скорее изнутри, чем извне. Младенцы помогают и отдают без подсказки, а те, кто начал ходить, предпочтут помочь кому-то, чем заняться другими, (по-настоящему) занимательными вещами. Такое поведение может стать результатом разных эмоциональных состояний: детям, начинающим ходить, неприятно, когда кому-то плохо, и эмоционально приятно, когда они помогают другим (даже в ущерб себе).

Еще один довод, чтобы отправить в отставку моральный табула-расаизм: если вы верите, что мораль рождается из опыта, то вы можете приписать различия в морали различиям в опыте. Это приводит к мысли, что мы можем стать вполне моральными, если входящие будут правильными (и совсем не будет неправильных). И значит, что моральная ущербность происходит от дурных входящих влияний.

Очевидно, что опыт играет решающую роль в нравственном развитии. Бесчисленные исследования указывают на причинно-следственную связь между опытом, имеющим отношение к морали (стиль поведения родителей, увиденное насилие, жестокое обращение) и моральным обликом. Но возьмите двух старшеклассников – Дилана Клиболда и Эрика Харриса, устроивших бойню в школе «Колумбайн» в 1999 году. Они были первыми, но далеко не последними в теперь уже трагически длинном списке детей – массовых убийц других детей в Северной Америке. После трагедии в школе «Колумбайн» часто упоминалось о том, что Дилан и Эрик, дескать, слишком много играли в видеоигры, в которых было полно насилия, что их задирали в школе и даже что их родители якобы не удосужились научить их, что такое хорошо, а что такое плохо. Первые два утверждения были несомненно правильными (третье – вряд ли), но очень многие подростки играют в видеоигры и очень многих дразнят в школе. И как насчет 99,9999 % детей, которые не устраивают стрельбу в своих школах? Чем отличались от других Эрик и Дилан?

Эрик был психопатом. У психопатов очень низкий уровень эмпатии, и (возможно) им нравится убивать людей ради забавы; доля психопатов среди убийц гораздо выше, чем в среднем в обществе. Психопатия – это нарушение развития, и она считается одним из самых трудноизлечимых психических заболеваний. Любопытно, что это также и одно из наиболее поздно диагностируемых заболеваний – обычно только в юношеском возрасте или у взрослых. А поскольку мы знаем, что более раннее врачебное вмешательство более эффективно (вспомним о последних успехах в лечении аутизма при раннем диагнозе), то можно утверждать, что поздно диагностированное расстройство не будет поддаваться лечению. Меня больше всего беспокоит, что сосредоточенность концепции морального табула-расаизма на приобретенном опыте мешает нам выявить у наших детей глубоко укорененные, основанные на темпераменте предпосылки к антисоциальному поведению. А когда мы их все же выявляем, то лечить уже поздно. Это не значит, что я не разделяю сдержанного отношения к тому, чтобы с самого начала навешивать на особенных детей те или иные ярлыки, но если объяснять индивидуальные различия исключительно разницей в приобретенном опыте, то это может помешать нам использовать этот опыт для лечебного вмешательства, которое могло бы выровнять «игровую площадку» шансов и возможностей.

Другие исследования указывают, что связь между ранними проявлениями дефицита эмпатии и антисоциальным поведением в более позднем возрасте характерна для типично развивающейся популяции. В таких исследованиях один из экспериментаторов обычно принимает расстроенный вид на глазах у младенца, а затем определяет, смотрит ли ребенок с сочувствием и расстраивается ли тоже. Большинство младенцев именно так и ведут себя в большинстве случаев. Одно из недавних исследований показало, что благополучные дети в возрасте от 6 до 14 месяцев, безразлично относившиеся к расстроенным взрослым, в юношеском возрасте со значительно большей вероятностью проявляли антисоциальное поведение[48]. Этот результат предполагает, что – вне психопатии как таковой – тревожные признаки антисоциального поведения могут проявиться рано, еще до того как опыт сыграет существенную роль.

Несколькими исследованиями доказано, что опыт может влиять на мораль через взаимодействие «ген-среда». То есть действует не простое уравнение, в котором, скажем, противоречивый опыт ведет к антисоциальным проявлениям у детей (ребенок + жестокое обращение – нейтрализующий опыт = насилие), а скорее, соотношение между жестоким обращением и антисоциальным поведением наблюдается только у детей с особыми версиями разных генов, о которых известно, что они регулируют определенные социальные гормоны. Поэтому, независимо от того, подвергались они жестокому обращению или нет, дети с «безопасными» генными аллелями в равной степени не склонны к антисоциальному поведению. С другой стороны, дети с «рискованными» аллелями более чувствительны к последствиям жестокого обращения.

Общепринятый взгляд на младенцев как на моральную «чистую доску» привел к ошибочному пониманию и психики младенчества, и того, как работают моральное поведение и познание. Понимание того, как начинается моральное развитие, и понимание всех причин индивидуальных различий лучше подготавливают нас к тому, чтобы правильно реагировать на разные варианты морального развития. Моральный табула-расаизм должен быть отправлен в отставку.

Ассоциационизм

Оливер Скотт Карри

Лектор факультета, Институт когнитивной и эволюционной антропологии, Оксфордский университет.

Как летают птицы? Что позволяет им удерживаться в воздухе? Предположим, в каком-то учебнике вы находите ответ: «благодаря левитации», сопровождающийся длинным списком различных типов левитации («стационарная», «мобильная»), ее законов («Что поднялось, должно упасть», «Более легкие предметы левитируют дольше») и ограничивающих эту способность факторов (к примеру, четвероногость). Вам бы сразу стало понятно, что а) явление полета в этом учебнике недостаточно хорошо понято и б) вера в левитацию не только затемняет необходимость корректного научного описания аэродинамики, но и препятствует изучению этого явления.

Похожая ситуация сложилась и вокруг вопроса «Как обучаются животные?». Учебная литература утверждает, что животные учатся посредством «ассоциаций», предлагая каталог типов ассоциаций (классические, операционные), описывая их законы (модель Рескорла – Вагнер) и ограничения (самоформирование, дифференцированная условность, блокировка). Вам объясняют, что ассоциация – это способность организма устанавливать связи между определенными стимулами и откликами на них (например, звон колокольчика – и появление пищи; болевое ощущение – и выбор определенного направления в лабиринте) в результате (повторяющегося) совпадения этих явлений. Вам скажут также, что поскольку с точки зрения формирования ассоциации все стимулы одинаковы, то и обучить животное можно чему угодно.

Проблема состоит в том, что, как и в случае с левитацией, никто еще не придумал механизм, способный успешно выполнить эту задачу. И никто никогда его не придумает. Создать такой механизм невозможно даже теоретически, а значит, это неосуществимо и на практике. В любой конкретный момент времени организм подвергается воздействию бесконечного числа потенциальных стимулов, а следовательно, возникает и бесконечное множество получаемых результатов. К примеру, день из жизни крысы может включать следующие события: она проснулась, моргнула, переместилась в восточном направлении, подергала носом, на нее кто-то наступил, она съела ягоду, услышала громкий звук, учуяла другую крысу, оказалась в среде температурой 5 ˚С, она от кого-то убегала, она видела, как садится солнце, она испражнилась, ее стошнило, она подралась, она поспала и так далее.

Как крыса определяет, что из всех возможных комбинаций стимулов и результатов именно ягода стала причиной тошноты? Любой ответ предполагает, что был задан вопрос, так же и полученные данные предполагают наличие теории, которая может их объяснить. Если отсутствует заранее сформулированная теория, описывающая, на какие стимулы следует обращать внимание и какие взаимосвязи тестировать, невозможно разобраться в этом хаосе и идентифицировать полезные паттерны. А что является отличительной чертой ассоциативного обучения? Именно отсутствие предварительной теории. Итак, подобно левитации, понятие ассоциации есть пустышка – это просто вновь и вновь повторяющееся явление вместо его объяснения.

На протяжении столетий критики указывали на эту проблему ассоциационизма (ее иногда именуют «проблемой индукции» или «проблемой фрейма»). За последние десятилетия были продемонстрированы бесчисленные эксперименты, свидетельствующие о том, что животные – муравей, ищущий дорогу в муравейник, птенец, обучающийся пению, крыса, избегающая определенной пищи, – учатся не так, как предполагает ассоциационизм. Но ассоциационизм (носит ли он имя «эмпиризма», «бихевиоризма», «выработки условных рефлексов», «коннекционизма» или «пластичности») никак не хочет исчезнуть с горизонта науки, появляясь вновь и вновь, обрастая все новыми ситуативными исключениями, аномалиями и ограничениями. Сторонники ассоциационизма не хотят оставить эту теорию, полагая, что альтернативы ей не существует.

Однако она есть. В теории коммуникации информация рассматривается как уменьшение первоначальной неопределенности. Организмы находятся в «неопределенности», так как они сконструированы из адаптационных механизмов, адаптирующих различные состояния при различных условиях. Эти механизмы можно описать в терминах правил принятия решений, в том числе: «В условиях А принимай состояние Б» или «Если видишь свет, двигайся к нему». Неопределенность с тем, какое состояние следует принять (Б или не-Б), разрешается по мере поступления уточняющей информации об условиях А.

Сокращение неопределенности наполовину составляет один бит информации, и, таким образом, одно правило принятия решения представляет собой однобитный процессор.

Благоприятствуя расширению списка правил принятия решения, естественный отбор может конструировать более сложные организмы, которые способны к более сложной обработке информации; они задают миру больше вопросов, прежде чем принять решение. Эта схема объясняет, как животные получают информацию из окружающей среды и учатся на этом. Для крысы одно из подобных правил может быть таким: «Если ты съела что-то и после этого тебя тошнит, больше не ешь такую еду». Не существует такого же правила по поводу закатов, подергивания носом и драк, именно поэтому такие ассоциации крысой и не устанавливаются. Аналогично объясняется и то, почему организмы, столкнувшись с различными экологическими проблемами, состоящими из разных кластеров таких механизмов, способны научиться различным вещам.

Но достаточно о крысах. Что же можно сказать о людях, которые демонстрируют способность обучаться в том числе и тому, к чему естественный отбор их никогда не готовил? Мы-то уж точно должны уметь левитировать? Отнюдь нет; к нам применима та же логика неопределенности и обработки информации. Если человек способен обучаться новому, то это происходит, должно быть, благодаря способности генерировать новую неопределенность – изобретать, представлять, создавать новые теории, строить гипотезы и предсказывать, а следовательно, задавать миру все новые вопросы. Как именно? Наиболее вероятный ответ таков: у нас есть некоторые врожденные представления о мире (связанные с цветом, формой, силами, объектами, движением, агентами и разумом), которые человек может сочетать (практически случайно) при помощи целого ряда разнообразных способов (как во сне). А затем сравнивать новые идеи с реальностью при посредстве чувств. Успешные догадки сочетаются между собой и вновь пересматриваются, создавая еще более сложную теоретическую систему. И это делает возможным наша биология (а не принудительное обучение): она предоставляет исходные материалы, более или менее руководит процессом, дает нам свободу приходить к совершенно непредсказуемым мыслям и стимулирует прирост знаний. Так мы учимся на опыте – и все это происходит даже без намека на ассоциации.

Никто не спорит с тем, что птицы летают. Вопрос состоит только в том, как им это удается. Точно так же никто не оспаривает, что люди и животные способны обучаться, вопрос только в том, как именно. Разработка альтернативного описания процесса обучения включает выявление врожденных или естественных представлений человека, правил, которые применяются для их сочетания, а также процесса их пересмотра. Но чтобы это произошло, нам необходимо сначала признать, что ассоциации не только не являются ответом на наш вопрос, но не являются даже частью этого ответа. Лишь после этого наука, изучающая процесс обучения, перестанет левитировать и устремится к реальности.

Радикальный бихевиоризм

Саймон Барон-Коэн

Профессор психопатологии развития, директор Центра исследования аутизма, Кембриджский университет. Автор книги The Science of Evil: On Empathy and the Origins of Cruelty («Учение о зле: эмпатия и истоки человеческой жестокости»).

Студентов-психологов учат, что радикальный бихевиоризм был вытеснен когнитивной психологией из-за своей научной несостоятельности. Тем не менее он до сих пор используется при дрессировке животных и даже в некоторых областях современной клинической психологии человека. Я утверждаю, что применение радикального бихевиоризма в будущем должно прекратиться не только по научным, но и по этическим причинам.

Основной идеей радикального бихевиоризма является утверждение, что поведение есть продукт выученных ассоциаций между стимулом и результатом – ассоциаций, поощряемых или искореняемых путем наград и наказаний. Истоки этой идеи можно найти в работах психологов начала ХХ века: Б.Ф. Скиннера (Гарвард) и Джона Б.Уотсона (Университет Джонса Хопкинса).

Радикальный бихевиоризм был подвергнут серьезной критике в 1959 году: в журнале Language появилась рецензия[49] Ноама Хомски на книгу Скиннера «Вербальное поведение» (Verbal Behavior, 1957). Один из научных аргументов Хомски заключался в том, что никакое присутствие в языковой среде, никакие награды и наказания не могут помочь собаке заговорить или начать понимать человеческую речь, в то время как дети по всему миру овладевают речью, естественным путем выделяя ее звуки в общем звуковом потоке. Под этим подразумевается, что поведение – это не просто заученные ассоциации: в его формировании участвуют и нейрокогнитивные механизмы.

Временами эти прения представлялись как противопоставление между нативизмом (Хомски явственно заявил, что развитие речи начинается с развитием эмбриона согласно универсальной генетической программе) и эмпиризмом сторонников tabula rasa (Скиннеру приписывали утверждение, что разум новорожденного – всего лишь чистый лист, хоть это и было уловкой, так как по меньшей мере в одном из интервью Скиннер явно признал роль генетики).

Мой призыв к исключению радикального бихевиоризма из научного обихода – не попытка пересмотреть устаревшую проблему взаимосвязи наследственности и среды (все рационально мыслящие ученые соглашаются, что поведение формируется под влиянием обоих факторов), а скорее убеждение в недостаточной научной информативности радикального бихевиоризма. Само поведение есть явление поверхностного уровня, из чего следует, что за одним и тем же поведением могут стоять разные глубинные когнитивные стратегии, нейронные системы и даже разные причинно-следственные связи. Два индивидуума, демонстрирующие одинаковое поведение, могли прийти к нему совершенно разными путями. Сравните урожденного англичанина – и человека, в совершенстве овладевшего английским как иностранным. Теперь представьте себе вежливого, внимательного человека, чья обходительность объясняется искренней эмпатией к окружающим, – и сравните его с психопатом, сознательно симулирующим эмпатию и вежливость ради своих целей. В этих примерах к идентичному поведению приводят два различных пути. Без ссылки на основополагающие мыслительные процессы, нейронную активность и условные механизмы поведение не предоставляет никакой ценной информации для научного изучения.

Ввиду приведенных научных аргументов можно подумать, что радикальный бихевиоризм изжил себя давным-давно; но он по-прежнему лежит в основе различных программ «модификации поведения», где преподаватель пытается формировать поведение обучаемого человека или животного путем вознаграждения желательных проявлений этого поведения, при этом игнорируя нейрокогнитивные процессы, которые вызвали эти проявления. Еще более мощным аргументом в пользу отказа от радикального бихевиоризма является этическая сторона вопроса.

Лори Марино из университета Эмори провел междисциплинарное исследование на стыке неврологии и этики, изучив поведение самца косатки по имени Тиликум, пойманного в 1983 году у берегов Исландии и помещенного в парк развлечений Sealand of the Pacific (Британская Колумбия, Канада), а затем в парк Sea World Orlando во Флориде. Тиликума научили делать трюки: он кивал головой, имитируя кивки тренера, и махал грудным плавником, подражая машущему рукой человеку. Косатка добросовестно демонстрировала поведение, за которое ей полагалось вознаграждение (пища), однако за годы содержания в неволе «послушное» животное стало причиной смерти трех человек. Учитывая, что в мире не задокументировано ни одного факта убийства человека косаткой в естественной среде, можно допустить, что подобное поведение могло быть реакцией на дрессировку, основанную на радикально бихевиористском подходе. Тренеры обучали «китов-убийц», не принимая во внимание выстроенные за миллионы лет развития вида социальные и эмоциональные нейрокогнитивные цепи в мозгу животного, никуда не девшиеся за годы содержания в неволе.

Косатки – в высшей степени социальные животные. Они живут семейными группами или в составе сложных стай («кланов»). Косатки общаются при помощи акустических сигналов, и у каждого клана есть свой собственный «вокальный диалект», который, вероятно, облегчает сородичам идентификацию членов стаи. Косатки охотятся группами, демонстрируя выдающийся уровень социальной координации; в процессе воспитания потомства принимают участие особи обоих полов.

Изъятие косатки из естественной среды обитания не просто лишает социальное животное общения с сородичами: неволя сокращает продолжительность жизни животного и отрицательно сказывается на здоровье (к примеру, у косаток, живущих в неволе, спинной плавник не торчит вертикально вверх, а обвисает на бок). И если с животными, и так страдающими в неволе, начинают обращаться, исходя из принципов радикального бихевиоризма, то это вдвойне неэтично: при таком обращении не принимается во внимание глубинная природа вида и фокус смещается на формирование у животного определенного внешнего поведения.

Еще больше этических вопросов возникает, если задуматься обо все еще широко применяемой модификации поведения по отношению к человеку в современной клинической практике. Нам следует с вниманием относиться к чувствам человека, уважать его истинную природу, а не просто учить его изменять свое поведение.


«Инстинктивное» и «врожденное»

Дэниел Эверетт

Лингвист-исследователь, декан факультета наук и искусств университета Бентли. Автор книг Don’t Sleep, There Are Snakes: Life and Language in the Amazonian Jungle[50], Language: The Cultural Tool («Язык: инструмент культуры») и других.

Представление о том, что человеческим поведением управляет особое врожденное знание, более не пригодно к научному употреблению. Современная наука не оперирует понятиями «инстинктивности» и «врожденности».

Этому есть ряд причин. Во-первых, в развитии индивидуума – от состояния гаметы и до зрелости – нет периода, когда бы на его поведение не влияла окружающая среда. Неверно думать, что новорожденный детеныш любого вида начинает черпать информацию из окружающей среды только после рождения. Все клетки будущего организма тщательно ознакомились с этой средой еще до встречи его родителей – и особенности этой среды определялись поведением родителей, факторами их окружения и т. п. Влияние окружающей среды на развитие человека с этой точки зрения столь многогранно и при этом столь мало изучено, что на данный момент у нас нет никакого метода, которой помог бы нам разделить влияние окружающей среды и факторы внутренней предрасположенности или инстинкта.

Еще один повод усомниться в полезности терминов «инстинктивный» и «врожденный» – тот факт, что поведение, которое мы полагаем инстинктивным, может кардинально измениться с резким изменением окружающей среды. Причем это может случиться при изменении факторов, которые мы даже не считали связанными с данным явлением. Например, в 2004 году группа ученых провела эксперимент на крысах в среде с низкой гравитацией (на земной орбите). Они обнаружили, что так называемый установочный рефлекс (позволяющий животному возвратить собственное тело из неестественного положения в естественное), до этого считавшийся инстинктивным, в условиях орбитального эксперимента не работает. Нет, крысы не утратили контроль над корректировкой положения своего тела в пространстве – они просто выработали новую технику, более эффективную в условиях низкой гравитации. Они продемонстрировали поведенческую гибкость там, где этого никто не ожидал.

В любом случае самая главная причина для удаления «инстинктивности» и «врожденности» из списка корректных научных терминов кроется в деталях, которые свидетельствуют, что эти термины, скажем так, бесполезны. Ниже приведен неполный список возможных определений слова «врожденный» (из работы философа Маттео Мамели, Королевский колледж в Лондоне):


1. Свойство является врожденным, если оно не приобретенное.

2. Свойство является врожденным, если оно уже наличествует при рождении.

3. Свойство является врожденным, если оно надежно проявляется на определенном, точно описываемом этапе жизни.

4. Свойство является врожденным, если оно генетически обусловлено.

5. Свойство является врожденным, если оно генетически сформировано.

6. Свойство является врожденным, если оно генетически закодировано.

7. Свойство является врожденным, если его развитие не включает получение информации из окружающей среды.

8. Свойство является врожденным, если оно не вызвано окружающей средой.

9. Свойство является врожденным, если невозможно сформировать альтернативное ему свойство посредством манипуляций с окружающей средой.

10. Свойство является врожденным, если все манипуляции со средой, могущие сформировать альтернативное свойство, являются ненормальными.

11. Свойство является врожденным, если все манипуляции со средой, могущие сформировать ему альтернативное свойство, являются статистически ненормальными.

12. Свойство является врожденным, если все манипуляции со средой, могущие сформировать альтернативное свойство, не являются эволюционно нормальными.

13. Свойство является врожденным, если оно в высшей степени наследственное.

14. Свойство является врожденным, если его невозможно приобрести посредством обучения.

15. Свойство является врожденным, если оно (а) психологически примитивно и (б) является результатом нормального развития.

16. Свойство является врожденным, если оно укоренено в составе какого-либо адаптационного механизма.

17. Свойство является врожденным, если оно канализировано в окружающей среде, в том смысле, что оно нечувствительно к некоторому диапазону изменений окружающей среды.

18. Свойство является врожденным, если оно типично для всего вида в целом.

19. Свойство является врожденным, если оно предшествует функции.


И так далее.


Так вот, все эти определения несостоятельны.

Но давайте предположим, что нам все же удалось сформулировать работающее определение «инстинктивного» или «врожденного». Даже в этом случае мы не были бы готовы использовать эти термины, потому что не можем отнести что бы то ни было к человеческому генотипу без того, чтобы проследить эволюционный путь этого «чего бы то ни было». Описание этого пути должно предложить сценарий, по которому было выбрано свойство. А для этого, в свою очередь, необходима информация о масштабе и характере вариаций у предковых форм и соотношение выживаемость/репродуктивность у этих форм. Чтобы понять, как было выбрано свойство, нам нужно будет знать, в каких экологических условиях был сделан выбор, в частности, какие именно факторы окружающей среды объясняли и/или объясняют это свойство, включая сюда не только биологическое, но и социальное и другое небиологическое окружение.

Наконец, нам необходимо было бы узнать, как именно свойство передалось последующим поколениям. Здесь должна быть корреляция между фенотипическими свойствами предков и потомков, причем эта корреляция не должна быть случайным совпадением. После этого нам понадобилась бы информация о структуре популяции в эпоху выбора свойства. Любой эволюционный биолог также знает, что ему понадобится информация о структуре популяции, передаче генов и о среде, которая вызвала распространение свойства.

На все эти вопросы ответа нет. И на данный момент мы не можем этот ответ получить. Более того, мы никогда не узнаем ответов на некоторые вопросы. Таким образом, в терминах «инстинктивный» и «врожденный» нет никакой практической пользы. Пора отправить их в отставку, чтобы могла начаться настоящая работа.

Альтруизм

Тор Нёрретрандерс

Писатель научно-популярного жанра, консультант, лектор, Копенгаген. Автор книги The Generous Man: How Helping Others Is the Sexiest Thing You Can Do («Щедрый человек: почему помощь другим людям – самое сексуальное, что вы можете сделать»).

Понятию альтруизма пора в отставку. И вовсе не потому, что помощь людям и добрые дела скоро исчезнут. Напротив, современная наука все более осознает важность связей между индивидуумами в современном подходе к изучению обществ людей и животных. Однако следует избавиться от основополагающей идеи, лежащей в основе понятия альтруизма, – идеи о том, что отстаивание собственных интересов и помощь сородичам всегда противоречат друг другу.

Слово «альтруизм» (altruisme) было введено в обиход в 1850-х годах великим французским социологом Огюстом Контом. Этимология термина (от лат. alter через старофранц. altrui — «другой») предполагала, что помощь другому человеку мы оказываем не ради себя. Таким образом, «альтруизм» противопоставлялся «эгоизму» и «себялюбию». Истоки этого противопоставления лежат в представлении о том, что люди и животные преимущественно эгоистичны, и поэтому для объяснения проявлений доброты к окружающим нужен особый термин.

Но реальность не такова: люди крепко связаны друг с другом, и большинство их действий взаимны и совершаются в интересах обеих сторон (или, в случае вражды, вопреки интересам обеих сторон). Отправной точкой здесь является не «эгоизм» или «альтруизм», а собственно статус этой взаимосвязи. Мысль о том, что можно быть счастливым, когда все остальные несчастны, иллюзорна. Так же неверна мысль о том, что ваше несчастливое состояние не повлияет на окружающих.

Бихевиористика и неврология показали, насколько тесны наши взаимосвязи. Такие явления, как мимикрия, эмоциональная контагиозность («заразительность»), эмпатия, симпатия, сочувствие и просоциальное поведение, характерны как для человека, так и для многих животных. Мы зависим от благополучия окружающих больше, чем нам кажется и чем мы знаем. Поэтому здесь действует простое правило: всем лучше, когда тебе хорошо, и тебе лучше, когда хорошо всем остальным.

Качество этой взаимозависимости и есть наша реальность. Эгоизм и противопоставляемый ему альтруизм – это понятия второго порядка, тень, иллюзия. И это применимо и к непосредственно психологическому уровню: если помощь другому человеку «наполняет тебя теплом», то не в твоих ли собственных интересах помогать другим? Помогая другим, не помогаешь ли ты и себе? Доброта по отношению к окружающим – это доброта и к себе самому.

Аналогично, если вам приятнее и выгоднее быть щедрым и вносить свой вклад в благосостояние других (как в обществах всеобщего благосостояния, например в моей стране – Дании, где каждый стал богаче за счет взаимопомощи и равенства), то тот, кто хочет все оставить себе, не делясь, не даря, не платя налоги, – это всего лишь эгоист-дилетант. Настоящие эгоисты, понимая выгоду, делятся.

Быть альтруистом – не «альтруистично», а просто мудро. Помощь окружающим – в наших интересах. И нам не нужны термины, чтобы объяснять себе такое поведение. И потому концепт Конта пора отправлять на свалку. А мы будем просто помогать друг другу, не задумываясь о причинах.

Иерархия альтруизма

Джамиль Заки

Доцент психологии, Стэнфордский университет.

Человеческие существа – неоспоримые чемпионы мира по доброте. Мы делаем добро не только людям, которые принадлежат к нашей собственной социальной группе, и не только в ответ на акт щедрости по отношению к нам самим, но и помогаем незнакомым нам людям, которые живут за тысячи километров от нас и никогда не узнают, что именно мы им помогли. Во всем мире люди жертвуют своими деньгами, здоровьем, а иногда даже жизнью во имя других людей.

Для ученых, изучающих поведение, самое великое и самое ужасное в альтруизме – то есть в поведении, при котором человек помогает другим в ущерб своим собственным интересам, – заключается в том, что альтруизм по своей природе противоречив. Просоциальное поведение противоречит экономическим и эволюционным аксиомам человеческого бытия: человек обязан быть эгоистом, наглым и жестоким, с обагренными кровью клыками и когтями, – или какие еще вы эпитеты предпочитаете. В конце концов, как вообще может выжить вид, особи которого жертвуют собой ради других, и почему природа наделила нас такими саморазрушительными склонностями?

За последние десятилетия ученые, по большому счету, ответили на этот вопрос, предложив множество причин, по которым эгоист может вести себя вполне альтруистично. «Парадокс альтруизма» легко разрешается, когда индивид помогает членам своей семьи (таким образом он улучшает генофонд своего рода), людям, которые могут оказать взаимную услугу (в расчете на будущую выгоду), либо делает добро напоказ (выгода в виде улучшения репутации). Подобные мотивы встречаются часто – и у родителей, воспитывающих детей; и у работника, желающего услужить начальству; и у мецената, который жертвует на оперную постановку ровно такую сумму, сколько нужно для включения его имени в почетный список благотворителей.

Не так давно мы с коллегами, а также другие неврологи обнаружили еще один «эгоистичный» мотив альтруизма.

Помогать просто приятно. Процесс помощи стимулирует структуры мозга, отвечающие за награду и мотивацию: это те же структуры, которые активизируются от вида красивого лица, при выигрыше в лотерею или при поедании шоколада. Более того, эти явления в мозге не только сопровождают процесс оказания помощи, но и определяют человеческую склонность к ее оказанию, что предполагает наличие тесной взаимосвязи между удовольствием и щедростью. Конечно, это не делает альтруизм психологическим эквивалентом мороженого, однако дает достаточно доказательств в пользу идеи экономиста Джеймса Андреони из Университета Сан-Диего: собственная щедрость порождает гедонистическое «теплое чувство».

Рассказывая о результатах наших исследований, я довольно часто слышу одно и то же замечание, которое со временем стало меня изрядно раздражать. Кто-то из аудитории обязательно высказывает мнение, что если человек испытывает удовлетворение от сделанного, то его действия не являются «чистым» альтруизмом. Эта позиция, если я правильно понимаю, исходит из кантовского определения альтруизма – той его части, где сказаны слова «за счет помогающего». Иными словами, «чистый» альтруизм – это тот, что мотивирован исключительно принципом, а если за него получено вознаграждение, будь то материальное или психологическое, то он полностью дисквалифицирован. Очень часто разговор на эту тему переходит в долгую, оживленную и, на мой взгляд, совершенно бессмысленную дискуссию, в которой члены аудитории пытаются найти примеры «настоящего» альтруизма в лавине добрых поступков с неоднозначной мотивацией.

Эта иерархия альтруизма – сверху почти мистический «истинный» альтруизм, пребывающий где-то в недосягаемой дали, а снизу наши «сомнительные» попытки сделать какое-то доброе дело в реальном мире – широко распространенное представление. Оно оказывает влияние и на суждения. Недавнее исследование Джорджа Ньюмана и Дейлиана Кейна из Школы менеджмента Йельского университета показало, что люди считают тех, кто делает добро в обмен на вознаграждение, менее нравственными, чем тех, кто получает выгоду от очевидно небескорыстных действий[51]. По сути дела, люди считают, что «альтруизм с душком» еще хуже, чем полное его отсутствие.

Идею о том, что существует какая-то иерархия альтруизма, необходимо отправить в отставку. Я убежден, что люди часто помогают другим, не имея цели получить какую бы то ни было выгоду. Социальный психолог Дэн Бэтсон, философ Филип Китчер и другие проделали большую философскую и эмпирическую работу, пытаясь выделить ориентированные на других и ориентированные на себя мотивы просоциальности. Но я также убежден в том, что сохранение терминов «чистые» или «подлинные» для определения действий, совершенных без цели получить какую-либо выгоду для себя, совершенно бесполезно. На то есть две причины, и обе связаны с более широким понятием самоотрицания.

Во-первых, иерархия альтруизма сама отрицает себя с точки зрения логики. Попытки определить «настоящий» альтруизм часто приводят к тому, что мотив человека полностью отделяется от его поведения. Считается, что помощь, если хочет быть бескорыстной, должна полностью отвергнуть личные интересы помогающего (желание хорошо выглядеть, чувствовать удовлетворение и пр.). Но с логической точки зрения никакое поведение человека нельзя рассматривать как немотивированное. Фактически люди совершают сознательные действия, лишь когда хотят их совершить. Это может быть и открытое желание получить личную выгоду, и желание повторить предыдущий опыт (если оказание помощи в прошлом дало чувство удовлетворения или было вознаграждено иным образом), и интуитивное желание вести себя просоциально. Отрицать, что такое самомотивирующее поведение тем не менее вполне альтруистично, – значит отрицать, что мотивация вообще лежит в основе любого поведения, будь оно доброжелательное по отношению к другим или нет.

Во-вторых, иерархия альтруизма отрицает сама себя с точки зрения морали. Критики «ложного» альтруизма часто упрекают благотворителей за то, что те ведут себя как обычные люди: например делают вещи, которые им приятно делать. С этой точки зрения идеальным становится такой альтруистический поступок, совершая который, человек не чувствует ни капли удовлетворения. Что до меня, то мне это вовсе не кажется идеальным. Мне доставляет большое удовлетворение сознавать, что наша эмоциональная структура «настроена» на внимание к другим людям и что это само по себе приносит нам удовольствие. Считайте меня эгоистом, но я предпочту «неправильный», но живой, действенный альтруизм мертвому, эфемерному идеалу.

Человек по своей природе есть общественное животное

Адам Уэйтс

Психолог; доцент факультета менеджмента и организации Школы менеджмента Келлога Северо-Западного университета.

Чтобы направить пагубный социально-психологический империализм в русло других наук о поведении и получить право утверждать, что человек и в самом деле ориентирован на помощь сородичам, следует вывести из употребления буквальное понимание знаменитого афоризма Аристотеля.

Конечно же, социальность – доминирующая сила в формировании мысли человека, его поведения, физиологической и нервной активности. Однако энтузиазм, который вызывают понятия «социальный интеллект», «социальные гормоны» и «социальное познание», должен сдерживаться свидетельствами того, что социальность не дается легко, не возникает автоматически и не существовала вечно. По той причине, что наш (социальный) мозг, (социальные) гормоны и (социальное) познание, на которых основаны все социальные процессы, должны быть активизированы, прежде чем начнут в самом деле «работать на нас».

Одно из наиболее привлекательных на первый взгляд доказательств автоматизма социальной природы человека появилось в результате знаменитого анимационного фильма Фрица Хайдера и Марианны Зиммель (1944), в котором два треугольника и круг перемещались внутри и вовне прямоугольника[52]. В фильме «играют» только геометрические фигуры, однако участники эксперимента практически не могли воспринимать эти объекты иначе, как людей, конструируя вокруг их передвижений социальную драму. Более внимательное изучение этого фильма и статьи авторов, в которой описывается данный феномен, позволяет понять, что восприятие геометрических фигур как социальных субъектов не происходит автоматически, но провоцируется характером стимулов и общей ситуацией. Экспериментатор намеренно уподобляет движение фигур траекториям социального поведения; при изменении траекторий уровень социальной реакции снижается. Более того, участники оригинального эксперимента получали подсказку – язык и характер полученных ими инструкций поощряли их рассматривать ситуацию как социальную. Возможно, человек и предрасположен к тому, чтобы рассматривать мир сквозь «социальную» призму, но он не делает этого автоматически.

Несмотря на то, что мы способны к эмпатии в большей степени, чем другие животные, – мы умеем понять ход мыслей другого человека, умеем сопереживать, заботиться о ком-то и проявлять щедрость, – мы не всегда делаем это охотно, с легкостью и равномерно. В основном наши проявления доброты, заботы и участия направлены внутрь нашей собственной малой социальной группы, и мы совершаем эти действия за счет тех, кто вне этой группы. Наш альтруизм не всеобъемлющ; он выборочен. Это наблюдение подкреплено открытием того факта, что гормон окситоцин, давно считающийся ключевым в формировании социальных связей, способен не только усиливать привязанность к «своим», но и активировать защитную агрессию по отношению к «чужим». В ходе других исследований было выявлено, что самоотверженная любовь между членами группы развивалась параллельно с враждой между группами, причем именно сообщества, наиболее высоко ценящие внутригрупповую преданность, наиболее склонны к насилию против «чужих».

Наша, возможно, важнейшая социальная способность – то, что мы обладаем моделью психического состояния человека, то есть способны понять чужую точку зрения. Но эта особенность способна усилить конкуренцию в той же степени, в какой она усиливает кооперацию: наше восприятие предрасположено к эмоциям и желаниям тех, кто нам симпатичен, но при этом мы склонны предвзято подозревать в эгоизме и неэтичных мотивах тех, кто нам не нравится. Чтобы попытаться понять точку зрения другого человека, нам прежде всего нужны мотивация и необходимый уровень когнитивных способностей. А поскольку оба эти ресурса ограничены, то такова же и наша способность к социальному взаимодействию. Таким образом, эффективность любого вмешательства, имеющего целью лучше понять другого человека – будь то эмпатия, доброжелательность или сострадание, – изначально ограничена. В какой-то момент источник, питающий нашу рабочую память, на которой основаны наши наиболее ценные социальные способности, неизбежно иссякнет.

Поскольку наши социальные интенции по большей части неавтоматичны, направлены внутрь собственной группы и имеют пределы, то общепринятую версию афоризма Аристотеля мы можем оставить истории. В то же время представление о том, что человек «по своей природе» социален, легло в основу множества важных идей: о том, что человеку для выживания необходимы другие люди; о том, что человек, похоже, постоянно готов к социальному взаимодействию; о том, что изучение специфических социальных аспектов функционирования человека – чрезвычайно важная задача.


Доказательная медицина

Гэри Клейн

Психолог, старший научный сотрудник Macro Cognition LLC. Автор книги Seeing What Others Don’t («Видеть то, что другим не под силу»).

У науки, как и у любой другой области человеческой деятельности, есть свои рамки и ограничения. Когда наука забывает об этих рамках, когда она требует к себе незаслуженного уважения и доверия, то результаты могут быть контрпродуктивными. В качестве примера можно взять так называемую доказательную медицину – научную идею, от которой я предлагаю отказаться.

Концептуальная суть доказательной медицины не может не вызвать восхищения: это набор передовых практических методов, выверенных в ходе скрупулезных экспериментов. Доказательная медицина стремится обеспечить врачей протоколами лечения, которым можно доверять, – протоколами, которые были бы проверены в ходе рандомизированных исследований, желательно проведенных слепым методом. Она стремится преобразовать медицину из своего рода формы искусства в научную дисциплину. Чем это плохо? Мы же не хотим вернуться во времена лекарей-шарлатанов и не поддающихся проверке анекдотов из их практики.

Но доверять доказательной медицине следует только в том случае, если научная теория, стоящая за «передовыми практическими методами», безошибочна и целостна, а тут явно не тот случай. Медицинская наука небезупречна. Практикующий доктор не должен безоговорочно доверять любой научной публикации только потому, что она соответствует критериям рандомизированного контролируемого клинического исследования. Слишком многие из этих исследований не могут быть воспроизведены. Бывает, что автору такого исследования повезло, и результаты новых экспериментов, не подтверждающих его выводы, никогда и не будут опубликованы или хотя бы отправлены в рецензируемый журнал вследствие так называемой систематической ошибки публикации[53]. Бывает и так – хотя это довольно редкий случай, – что автор просто подделывает результаты исследования.

Но даже если результаты исследования удалось воспроизвести, им не следует автоматически доверять. Возможно, условия эксперимента были установлены таким образом, что исследуемый феномен не был замечен; в этом случае отрицательный результат не означает, что то или иное явление отсутствует в реальности.

Ни одна область медицинской науки не является всеобъемлющей. Практические методы часто представляют собой набор простых правил, которым надлежит следовать, но практикующие врачи работают в сложных ситуациях. Доказательная медицина полагается на контролируемые исследования, в рамках которых каждый раз меняется один показатель, реже – два или три. Однако многие пациенты страдают сразу несколькими заболеваниями – например диабетом II типа и астмой.

Протокол, который срабатывает при лечении одной болезни, может не подходить для второй. Доказательная медицина конструирует передовые практические методы для всей популяции в целом, но практикующие врачи лечат конкретных людей и должны учитывать индивидуальные особенности пациента. С другой стороны, терапия, неэффективная для всей популяции, может быть вполне полезной для определенной группы пациентов. Более того, работа медика вовсе не кончается в тот момент, когда он выбрал курс лечения, – этот курс часто приходится приспосабливать к нуждам конкретного пациента. Врачу необходим определенный уровень знаний, чтобы определить, идет ли выздоровление должным образом. Врачу приходится отслеживать эффективность плана лечения, модифицировать его или заменять, если он работает недостаточно хорошо. Состояние пациента может колебаться по естественным причинам, и врач должен уметь определить в этом шуме те изменения, которые произошли в результате лечения.

Конечно же, научные исследования оказали нам неоценимую помощь, исключив из практики неэффективные лекарства и методы. К примеру, недавнее плацебо-контролируемое исследование показало, что при остеоартрите коленного сустава артроскопическое инвазивное вмешательство не более эффективно, чем его имитация. Однако мы в той же степени признательны и успехам хирургии последних нескольких десятилетий (возможность замены бедренного и коленного суставов, лечение катаракты), причем эти достижения не потребовали ни рандомизированных исследований, ни плацебо. Таким образом, контролируемые эксперименты не обязательно нужны для прогресса в изобретении новых практических методов, и они вообще не подходят для разработки и внедрения индивидуальных курсов лечения – ведь у каждого пациента есть свои уникальные особенности.

Хуже того: опора на доказательную медицину может затруднить научный прогресс. Если больницы и страховые компании сделают доказательную медицину обязательной, опасаясь исков при нежелательном исходе в случае отклонения от рекомендованного протокола лечения, то медики перестанут искать альтернативные методы терапии, еще не проверенные рандомизированными контролируемыми тестами. Научный прогресс вполне может замедлиться, если у передовых медиков, у которых высочайший уровень практической компетенции сочетается с уважением к научным исследованиям, не будет стимула вести эти исследования и делать новые открытия.

Масштабные рандомизированные контролируемые иссследования

Дин Орниш

Основатель и президент Исследовательского института превентивной медицины, клинический профессор медицины, Университет штата Калифорния в Сан-Франциско.

Широко распространено ошибочное мнение, что чем больше масштаб исследования, тем достовернее его результаты, а рандомизированное контролируемое исследование (РКИ) вообще считается золотым стандартом. Однако постепенно выясняется, что размер не всегда имеет значение и что в рандомизированных исследованиях тоже бывают свои ошибки и заблуждения. Нам нужны более креативные схемы проведения экспериментов.

Основной вопрос любого исследования: «Какова вероятность того, что разные результаты у экспериментальной и контрольной группы – следствие нашего воздействия, а не случайность?» Обычно если вероятность случайности ниже 5 %, то результаты исследования считаются статистически значимыми – то есть в самом деле удалось обнаружить нечто новое.

РКИ основано на следующей концепции: если вы случайным образом соберете экспериментальную группу, участники которой подвергнутся определенному воздействию, и контрольную группу (воздействовать на которую не будете), то все погрешности и искажения в измерениях (как уже известные, так и неизвестные), которые могли бы повлиять на исход, проявятся в обеих группах с равной вероятностью. В теории это звучит хорошо, но на практике РКИ свойственен собственный набор погрешностей, подрывающих надежность полученных результатов.

Например, планируется РКИ, которое должно определить, какое влияние оказывают изменения в питании на уровень риска сердечных и раковых заболеваний. Исследователи отбирают участников эксперимента согласно определенному критерию – к примеру, только людей, которые сразу по нескольким показателям входят в группу риска с точки зрения подверженности таким заболеваниям. Перед началом исследования пациентов тщательно инструктируют и задают им вопрос: «Если вас случайным образом распределят в экспериментальную группу, будете ли вы готовы внести изменения в свой режим питания?» Чтобы принять участие в исследовании, будущий участник эксперимента должен ответить утвердительно.

Однако если впоследствии этот пациент окажется в контрольной группе, он тоже может самостоятельно изменить свой режим питания – ведь ему так детально объяснили, как правильно питаться. Если исследуется новый препарат, который доступен только пациентам экспериментальной группы, это не столь серьезная проблема. Но в поведенческих исследованиях это важно: велика вероятность, что члены контрольной группы внесут некоторые изменения в свою диету – думая, что в противном случае они не будут представлять для исследователей никакого интереса. Кроме того, оказавшись в контрольной группе, они могут утратить мотивацию и прекратить свое участие в испытании, а это создаст ошибку выборки кандидатов.

К тому же в масштабных РКИ часто бывает сложно в достаточном объеме предоставить всем участникам поддержку и ресурсы для формирования нового образа жизни. Потому и аккуратность выполнения инструкций будет не столь высока, как ожидалось по результатам пилотного исследования (проведенного, разумеется, на группе меньшего размера).

В результате (a) сокращается вероятность того, что экспериментальная группа внесет необходимые изменения в свой образ жизни, и (б) возрастает вероятность того, что контрольная группа, наоборот, изменит свой образ жизни. А это, в свою очередь, сокращает разницу в результатах между двумя группами и делает результат исследования менее статистически значимым. И вывод о том, что изменение образа жизни оказывает лишь незначительное влияние на вероятность заболеваний, может оказаться ошибочным. Это так называемая «ошибка второго типа»: разница в результатах действительно была, но формат исследования не позволил ее зафиксировать.

Именно это и произошло с исследованием изменений в диете, которое было проведено «Программой в области здоровья женщин» (Women’s Health Initiative, WHI) – проектом, в рамках которого на протяжении более 8 лет были исследованы почти 50000 женщин среднего и преклонного возраста. Участниц экспериментальной группы попросили сократить в ежедневном рационе количество жиров и есть больше фруктов, овощей и цельнозерновых продуктов, чтобы выявить, препятствует ли такая диета развитию раковых и сердечных заболеваний. Участниц контрольной группы изменять режим питания не просили. Однако экспериментальная группа не смогла сократить потребление жиров до рекомендованных исследователями 20 % от дневного рациона: этот показатель все еще превышал 29 %. Количество потребляемых фруктов и овощей тоже возросло недостаточно.

В контрольной группе, напротив, был весьма заметно сокращен уровень потребляемых жиров и увеличилось потребление фруктов и овощей, и это привело к тому, что разница между результатами первой и второй групп стала несущественной. В конце концов исследователи пришли к выводу, что изменения в диете не защищают от рака и заболеваний сердца, но на самом деле эта гипотеза так и не была по-настоящему проверена.

Парадоксально, но небольшое исследование с большей вероятностью даст надежный результат при сравнении групп. Описанное исследование WHI стоило почти миллиард долларов, но так и не смогло проверить гипотезу. Исследование меньшего масштаба дает возможность уделять больше внимания пациентам и гарантирует более тщательное соблюдение условий эксперимента при меньших затратах.

Кроме того, представление о том, что в рамках РКИ вы меняете только одну переменную (вмешательство/ невмешательство) и измеряете только одну зависимую переменную (результат), – часто всего лишь миф. Предположим, вы исследуете влияние физических упражнений на заболеваемость раком. Вы планируете испытание, в рамках которого случайным образом делите участников эксперимента на контрольную группу (ее члены не будут упражняться) и основную (они будут выполнять упражнения). В теории кажется, что вы работаете только с одной переменной. На практике же, заставляя людей делать физические упражнения, вы влияете сразу на несколько факторов, которые, в свою очередь, могут повлиять на результаты. К примеру, люди часто занимаются не поодиночке, а в группах, – а ведь уже доказано, что социальная поддержка сама по себе существенно снижает риск развития большинства хронических заболеваний. К тому же вы ставите испытуемым цели и наполняете смыслом их действия, а это также оказывает положительное терапевтическое действие. И, наконец, когда люди занимаются спортом, они склонны есть более здоровую пищу.

Нам нужны новые, более продуманные планы исследований и системный подход, учитывающий все вышеописанные нюансы. Дальнейшие открытия в изучении генома помогут нам лучше понять механизмы индивидуальной реакции на лечение вместо того, чтобы надеяться, что эти индивидуальные вариации будут усреднены случайным распределением пациентов по группам.

Множественная регрессия как способ определения каузальности

Ричард Нисбетт

Профессор психологии Мичиганского университета. Автор книги Intelligence and How to Get It[54].

Знаете ли вы о том, что употребление в пищу большого количества оливкового масла снижает риск смерти на 41 %? Или о том, что оперативное лечение катаракты на 40 % снижает риск умереть в течение последующих 15 лет (в сравнении с людьми, не прооперировавшими катаракту)? Или о том, что глухота вызывает деменцию?

Подобные заявления то и дело мелькают в средствах массовой информации. Обычно они основаны на исследованиях, в которых использовался анализ множественной регрессии (АМР). Метод заключается в том, что определенное число независимых переменных (предикторов или регрессоров) сопоставляется в одной и той же зависимой переменной. Цель обычно заключается в том, чтобы доказать, что предиктор А влияет на переменную B независимо от влияния всех остальных переменных. Иными словами, экспериментатор хочет показать, что A и B коррелируют при любом значении С, D и E.Например, употребление вина коррелирует с низким уровнем сердечно-сосудистых заболеваний при любом значении таких факторов, как социальное положение, лишний вес, возраст и т. п. Эпидемиологи, медики, социологи, психологи и экономисты особенно склонны применять эту технику, хотя ее можно использовать практически в любой научной области.

Однако претензия АМР – всегда подразумеваемая, но иногда и открыто высказываемая – на то, что она способна выявлять причинно-следственную связь, не имеет под собой оснований. Мы знаем, что в действительности основной предиктор (к примеру, употребление оливкового масла) коррелирует с множеством других предикторов, которые могли быть неправильно измерены либо вовсе не учтены. В результате значение каждого из этих предикторов устанавливается произвольно и любой из них может оказывать влияние на зависимую переменную.

Как вы думаете, влияет ли число учеников в классе на их успеваемость? Разумно предположить, что да. А вот целый ряд исследований АМР утверждает, что средний размер класса – если учесть средний доход семей учеников, результаты IQ-тестов, размер города, его географическое положение и так далее – не влияет на успеваемость. На практике это означает: можно не тратить деньги на попытки сократить число учеников в классах.

Однако в очередном эксперименте (без привлечения АМР) исследователи случайным образом распределили учеников, от дошкольников до третьеклассников, либо в маленькие классы (13–17 человек), либо в большие (22–25 человек). Меньшие классы показали лучшие результаты в стандартном тестировании; при этом дети – представители расовых меньшинств показали лучшие результаты, чем белые дети. И это не просто очередное исследование о влиянии размера класса; оно полностью заменяет все исследования этого вопроса, проведенные на базе АМР.

Дело в том, что в данном случае экспериментатор сам выбрал значение ключевого предиктора. Все остальные предикторы были выровнены: в изучаемых классах работали одинаково квалифицированные педагоги, ученики обладали примерно одинаковыми способностями, происходили из одного и того же общественного класса и т. п. Таким образом, единственное, что отличало экспериментальный класс от контрольного, – как раз та самая независимая переменная (размер класса), которая и интересовала ученых.

Исследования на базе АМР, которые пытаются «держать под контролем» все возможные переменные – такие как социальный класс, возраст, состояние здоровья и т. п., – все равно не могут обойти «проблему самоотбора» («проблему смещения выборки»). Мы понятия не имеем о множестве неучтенных особенностей, которые отличают пациентов, получающих лечение в экспериментальной группе, от участников контрольной группы.

Возьмем, к примеру, социальное происхождение. Если исследователь захочет узнать, влияет ли классовая принадлежность на результат, который он намерен получить, то любой из факторов, так или иначе связанных с социальным положением, может сместить выборку и исказить влияние классовой принадлежности как таковой. Не исключено, что люди, потребляющие больше оливкового масла, окажутся более богатыми, более образованными, они (а также их супруги и дети) будут больше интересоваться своим здоровьем и лучше заботиться о себе. Вероятность того, что они курят или злоупотребляют алкоголем, ниже. Скорее всего, они проживают в более экологически чистых районах, чем те, кто в основном использует не оливковое, а кукурузное масло.

Вероятнее всего, у этой группы итальянские корни (у итальянцев сравнительно высокая продолжительность жизни), а не африканские (среди чернокожих в целом более высокий уровень смертности). Совокупность всех этих предикторов может стать причиной корреляции между социальным классом и смертностью, но вряд ли именно оливковое масло тут решающий фактор.

Даже если попытаться «взять под контроль» все эти многочисленные переменные, их, скорее всего, не удастся правильно измерить, а это значит, что их влияние на целевую зависимую переменную будет недооценено. Например, не существует единственно правильного способа определения принадлежности к тому или иному социальному классу. Уровень образования, доход, благосостояние, профессиональная квалификация – все это отдельные куски пирога, но нет общепринятого способа взвесить эти куски и составить их так, чтобы получить целый пирог – бесспорную принадлежность к определенному социальному классу.

Один колумнист The New York Times, кандидат наук из Гарвардского университета, недавно высказал мнение, что метод АМР эффективнее, чем менее масштабные эксперименты, поскольку АМР использует Большие данные и поэтому способен охватить большее число объектов. Ошибка здесь заключается в предположении, что относительно малое количество объектов исследования с большей вероятностью приведет к искажению результатов испытания.

Большее n всегда лучше меньшего n, говорят нам, потому что в первом случае больше вероятность того, что мы заметим даже малейшие посторонние влияния. Но наше доверие к тому или иному исследованию основывается не на количестве рассмотренных случаев, а на том, не искажены ли полученные результаты и являются ли они статистически значимыми. На самом деле, если у вас есть статистически значимый результат, полученный на относительно небольшом числе объектов исследования, то, при прочих равных, этот результат более достоверен, чем если бы вам потребовалось больше объектов для получения той же степени статистической значимости.

Большие данные полезны в решении многих задач, в том числе для получения результатов АМР, предполагающих рандомизированные экспериментальные исследования, которые могли бы дать окончательные доказательства того, является ли тот или иной кажущийся эффект реальным.

Прекрасный пример такого рода последовательности результатов дает исследование АМР о связи между недосыпанием и ожирением, проведенное Гильельмо Бекутти и Сильваной Паннайной в 2011 году[55]. Взятые сами по себе, эти результаты едва ли не бессмысленны. Плохие показатели здоровья чаще всего взаимосвязаны: у людей с лишним весом хуже работает сердечно-сосудистая система, у них хуже психологическое здоровье, они принимают больше лекарств, меньше занимаются спортом и так далее. Однако в данном случае после исследования АМР ученые провели дополнительный эксперимент: они не давали испытуемым спать – и обнаружили, что в результате те действительно набрали вес. Более того, выяснилось, что недосып приводит к гормональным и эндокринным изменениям, которые способствуют набору веса.

Множественная регрессия, как и все статистические методы, основанные на корреляции, имеет ряд ограничений: корреляция не доказывает каузальности, причинной связи. И никакое увеличение количества «взятых под контроль» переменных не поможет нам распутать нить причинности. Что природа объединила, того множественная регрессия да не разъединит.

Мышиные модели

Эзра Раза

Профессор медицины; директор МДС-Центра, Колумбийский университет.

Очевидный факт, который либо игнорируется, либо не привлекает должного внимания в исследованиях раковых заболеваний, состоит в том, что лабораторная мышь не представляет собой достоверную «модель» человеческого заболевания и практически бесполезна в разработке лекарств. Мы по сей день лечим лейкоз у людей теми же препаратами и в той же дозировке, которые использовались при лечении лейкоза у мышей в 1977 году, – и результаты этого лечения оставляют желать лучшего. Представьте всю неестественность этого процесса: изъятие клеток опухоли у человека, их выращивание в лаборатории и подсадка в организм мыши, чья иммунная система предварительно настолько ослаблена, что не может отторгнуть имплантированную опухоль. Затем этот ксенотрансплантат подвергается воздействию препаратов, убийственная токсичность которых будет впоследствии использоваться в лечении людей.

Этот в корне ошибочный, синтетический подход распространился и на другие области науки. Недавно опубликованная научная работа показала, что около 150 препаратов, на тестирование которых были потрачены миллионы долларов, оказались неэффективными в лечении сепсиса у человека, потому что в процессе разработки они тестировались на мышах. К сожалению, мышиный сепсис очень отличается от человеческого. Материал об этом исследовании, написанный Джиной Колата для The New York Times, вызвал резкий отклик биомедицинского сообщества:

Одно-единственное испытание еще не дает оснований полагать, что мыши непригодны для исследования человеческих болезней… Ключевая задача состоит в том, чтобы подобрать подопытный материал и условия эксперимента так, чтобы точно воспроизвести условия человеческого заболевания[56].

Проблема лишь в том, что никакая мышиная болезнь не является точным отражением человеческой. Так почему же сообщество онкологов до сих пор продолжает нефункциональную традицию использования мышей для тестирования новых онкологических препаратов?

Роберт Вайнберг из Института Уайтхеда в Массачусетском технологическом институте дает очень хороший ответ на этот вопрос. В своем обзоре он предполагает две причины. Во-первых, нет подходящего кандидата на смену мышам. Во-вторых, Управление по контролю за продуктами и лекарствами «поддерживает инерцию, признавая эксперименты с мышами золотым стандартом для прогнозирования эффективности препаратов»[57].

Есть и третья причина, на этот раз связанная с некоторой моральной слабостью человеческой натуры. Слишком много ведущих лабораторий и слишком много выдающихся исследователей потратили слишком много времени на изучение опасных заболеваний на мышиных моделях; именно они рассматривают гранты друг для друга и решают, кому пойдут деньги, выделяемые Национальными институтами здравоохранения США. Эти люди не готовы признать полную бесполезность мышиных моделей при разработке большинства противораковых препаратов.

Одной из главных причин использования этого устаревшего метода исследований является именно желание получить финансирование. Вот пример: в начале 1980-х я решил исследовать опасное заболевание костного мозга под названием миелодиспластический синдром (МДС), который часто приводит к острому лейкозу. Уже с самого начала я решил сконцентрироваться на работе со свежеполученными человеческими клетками, а не делать ставку только на мышей или чашки Петри. За последние три десятилетия я собрал более 50000 трепанобиопсий, нормальных контрольных клеток, полученных из мазка соскоба щеки, образцов крови, сыворотки и плазмы.

Все это помещено в хорошо аннотированное хранилище тканей, которым управляет компьютерная база данных, содержащая клиническую, патологическую и морфологическую информацию. Используя эти образцы, мы смогли выделить новый ген, участвующий в формировании некоторых типов МДС, а также наборы генов, связанных с выживаемостью болезни, ее естественной историей и реакцией на терапию. Но когда я использовал клетки костного мозга пациентов с МДС для создания геномного профиля, который отлично прогнозировал эффективность лечения и давал возможность получить грант Национальных институтов здравоохранения, то в процессе утверждения этого гранта основное требование грантодателя заключалось в том, что, прежде чем подтвердить результаты моего исследования на людях, я должен буду воспроизвести его на мышах.

Пришло время отказаться от экспериментов на мышах – во всяком случае, как суррогата испытаний на человеке. Вспомните слова Марка Твена:

Наши беды начинаются не из-за того, что мы чего-то не знаем. Они начинаются, когда мы в чем-то абсолютно уверены, а на самом деле все обстоит совершенно иначе.


Теория соматической мутации рака

Пол Дэвис

Физик-теоретик, космолог, астробиолог; директор Центра фундаментальных научных концепций, Университет штата Аризона. Автор книги The Eerie Silence: Renewing Our Search for Alien Intelligence («Призрачное молчание: возобновляем наш поиск инопланетного разума»).

Несмотря на то что рак давно является одним из наиболее интенсивно изучаемых биологических явлений, уровень смертности от него почти не снижается на протяжении десятилетий. Возможно, мы неправильно подходим к решению проблемы.

Огромное препятствие на пути прогресса – это глубоко устоявшаяся полувековая парадигма, так называемая теория соматической мутации. Она состоит в следующем. Соматическая клетка последовательно накапливает генетические отклонения, постепенно достигая точки, когда она отделяется от регулирующей организм системы и начинает работать по собственной программе.

У раковых клеток есть набор отличительных черт – неограниченная пролиферация, неподверженность апоптозу (запрограммированной смерти клетки), эпигенетические изменения, изменения в метаболизме, архитектуре хроматина и эластичности (и это только некоторые из ее особенностей), – и все это вместе обеспечивает раковой клетке примечательную устойчивость и способность к выживанию. В стандартном подходе считается, что в каждом организме-носителе рак развивается de novo («с нуля») как результат стечения необыкновенно «удачных» (для болезни) генетических случайностей. Раковые клетки, сконцентрированные в одной и той же неоплазме (популяции новых клеток), достигают этой необыкновенной живучести в течение очень короткого периода (месяца или даже недель), и это приписывают некоей ускоренной дарвиновской эволюции в организме носителя. К сожалению, эта теория, несмотря на ее простоту и популярность, способна лишь на одно достоверное предсказание: применение химиотерапевтических препаратов, вероятно, окажется бесполезным, учитывая способность неоплазмы стремительно развивать устойчивые субпопуляции.

Вооруженное парадигмой соматической мутации, сообщество исследователей, можно сказать, зациклилось на возможностях, которые сулит технология расшифровки (секвенирования) ДНК, позволяющая в больших масштабах отслеживать генетические и эпигенетические изменения в клетках. Если рак вызывается мутациями, то, возможно, однажды удастся отследить какие-то скрытые до сих пор от нас закономерности, зашифрованные в петабитах противоречивых данных, полученных в результате секвенирования. Если это так, то, возможно, лекарство от рака – а то и некое универсальное лекарство! – будет найдено при выявлении каких-то общих неисправностей в этом потрясающе сложном генетическом механизме.

Никогда еще наука не демонстрировала более яркий пример того, как за деревьями можно не увидеть леса.

Сделаем шаг назад и как следует, критически присмотримся к этому «лесу». Рак широко распространен среди многих многоклеточных организмов, включая млекопитающих, рыб, птиц и рептилий. Очевидно, у этого заболевания глубокие эволюционные корни, возможно, уводящие к эпохе зарождения многоклеточных организмов, то есть на миллиарды лет назад. В самом деле, рак представляет собой не что иное, как нарушение взаимодействия клеток в многоклеточном организме. Без врачебного вмешательства он развивается по предсказуемому сценарию, распространяясь по телу и постепенно завоевывая отдаленные органы. Кажется, что он реализует эффективную, заранее прописанную генетическую и эпигенетическую программу. Рак подобен джинну, вырвавшемуся из бутылки: едва оказавшись на свободе, он начинает действовать согласно четкому плану. Бутылка могла разбиться по многим причинам, но именно джинн – зачинщик, виновник болезни. Исследователи, к сожалению, слишком поглощены поисками паттернов (по большей части не имеющих значения) среди осколков стекла, игнорируя при этом существование самого джинна.

Почему же наши клетки дают убежище таким опасным джиннам? Ответ известен давно, но им в большинстве случаев пренебрегают. Те же самые гены, что активны при развитии рака, активны и на стадии эмбриогенеза (даже на стадии гаметогенеза), а также в определенной степени участвуют в заживлении ран и регенерации тканей. Эти древние гены глубоко укоренены в нашем геноме и хорошо защищены. Они руководят базовой функциональностью клетки. Самой важной ее способностью является возможность пролиферации: это фундаментальная модальность всех живых организмов, за которой стоят почти 4 миллиарда лет эволюционного усовершенствования. Рак, похоже, представляет собой некое «состояние по умолчанию» для клетки, подвергшейся стрессу или повреждению, – например старению архитектуры тканей, воздействию канцерогенов, – а опухоль представляет собой возвращение к предковому фенотипу.

В биологии мало что бывает однозначно черным или однозначно белым. Парадигма соматической мутации, конечно же, имеет определенное отношение к раку, а секвенирование ДНК, конечно же, не бесполезно. Оно даже может оказаться настоящей золотой жилой, но только если исследовательское сообщество научится толковать эти данные правильно. Но узкий фокус, в котором ведутся текущие исследования рака, представляет собой серьезное препятствие на пути прогресса. Рак будет адекватно понят только в контексте эволюционной истории.

Линейная беспороговая гипотеза (ЛБГ)

Стюарт Брэнд

Основатель Whole Earth Catalog («Каталога всей Земли»); соучредитель фонда The Well, The Long Now Foundation. Автор книги Whole Earth Discipline («Дисциплина всей Земли»).

В своей книге «Ученый в Белом доме» (A Scientist at the White House, 1976) Джордж Кистяковски, научный советник президента Эйзенхауэра, приводит запись из дневника, которую он сделал в 1960 году, когда ознакомился со следующей идеей Федерального совета по радиации:

Это достаточно пугающий документ из 140 страниц, излагающих один простой факт: так как мы практически ничего не знаем об опасностях радиационного воздействия низкой интенсивности, то мы можем согласиться, что средняя доза получаемого населением облучения от искусственной радиации должна быть не выше той, которую люди уже получают по природным причинам. И что ни один индивидуум не должен подвергаться воздействию дозы, превышающей последнюю в три раза; последняя цифра, разумеется, абсолютно условна.

Дальше в своей книге Кистяковски, ученый-ядерщик и ветеран Манхэттенского проекта, пишет:

Линейная зависимость между дозой и действием, которая оказывает последняя…, по моему мнению, совершенно не важна для текущих рекомендаций по поводу облучения, потому что они взяты из воздуха и не основываются на каких-либо знаниях.

Последствия воздействия радиации на человека исследуются уже больше 60 лет, а критическое замечание Кистяковски все еще верно. Линейная беспороговая гипотеза (ЛБГ)[58] необъяснимым образом влияет на все нормы безопасности и усиливает общественный страх перед ядерной энергией, хотя не основана на каком-либо знании.

На кону стоят сотни миллиардов, потраченные на бессмысленные «уровни безопасности» вокруг АЭС и мест захоронения радиоактивных отходов, планируются новые расходы на строительство АЭС нового поколения, необходимых для того, чтобы сократить эмиссию парниковых газов во всем мире. Все помнят чрезвычайно болезненные приступы массовой паники, которые сопровождают редкие случаи утечек радиации – таких как аварии на атомных станциях в Фукусиме и в Чернобыле (чернобыльская катастрофа не привела к росту дефектов при рождении, зато в результате панического страха перед этими дефектами в Советском Союзе и в Европе было сделано примерно 100000 абортов). О Фукусиме общественность помнит только панические прогнозы противников использования АЭС, утверждавших, что в результате аварии умрут сотни, а то и тысячи человек. На самом деле никто не умер, никто не заболел, и таковое даже не прогнозируется.

Линейность в ЛБГ не отрицается и хорошо задокументирована. Долгосрочные исследования здоровья работников ядерной энергетики, а также людей, переживших ядерные бомбардировки Японии, показывают, что уровень заболеваемости раком увеличивается при облучении выше 100 миллизивертов в год. Эта зависимость линейна.

Однако облучение ниже 100 миллизивертов в год не оказывает такого действия – то ли по причине отсутствия связи между этими явлениями, то ли из-за невозможности эту связь установить; возможно, цифры настолько малы, что теряются в общем эпидемиологическом шуме.

Мы все умрем. И едва ли не половина из нас умрет от рака (38 % женщин и 45 % мужчин). И если ЛБГ верна и любое облучение повышает риск заболеть раком на 0,5 %, то увеличение смертности в данном случае попросту невозможно отследить. То есть ЛБГ выдвигает недоказуемое предположение, что подобное увеличение смертности происходит (пусть его и нельзя зарегистрировать), а следовательно, «любой уровень радиации небезопасен», а каждый дополнительный миллизиверт представляет угрозу общественному здоровью.

Некоторые аргументы против гипотезы основаны на изучении фоновой радиации. В США население в среднем подвергается облучению в размере до 6,2 миллизиверта в год (эта цифра варьируется от региона к региону). В Новой Англии уровень природного радиационного фона ниже, чем в Колорадо, однако средний уровень заболеваемости раком выше – то есть наблюдается обратный эффект. Кое-где в мире, например в Рамсаре (Иран), уровень фоновой радиации в 10 раз выше, чем в США, но повышенного уровня заболеваемости раком там не зафиксировано. Это заставляет предположить, что безопасный уровень облучения все-таки существует.

Более того, недавние исследования на клеточном уровне показали, что у организма имеется ряд механизмов для восстановления поврежденных участков ДНК и их отторжения при достаточно высоком уровне облучения. И это не удивительно, если учесть, что жизнь на Земле зародилась, когда уровень радиации был весьма высок, не говоря уже о массе других угроз для ДНК. Восстановительные механизмы ДНК, возникшие около 800 миллионов лет назад, содержатся и в человеческих клетках.

В действительности опасность малых доз облучения для здоровья настолько незначительна, что ЛБГ нельзя ни доказать, ни опровергнуть. Однако эта гипотеза продолжает доминировать, и это негативно сказывается на правилах радиационной безопасности, делая их чрезмерно консервативными, а их выполнение – слишком дорогим. Как только ЛБГ будет отброшена, мы сможем приступить к созданию рекомендаций, которые будут отражать только доказуемые, измеримые медицинские последствия и отвечать более широким целям в рамках общей системы сопоставления рисков и преимуществ.

Самые важные решения в области ядерной энергии должны приниматься, исходя из перспектив процветания городов всего мира и ради контроля над климатическими изменениями, а не оглядываться на вымышленную зависимость числа раковых заболеваний от количества миллизивертов.

Универсальная грамматика

Бенджамин К.Берген

Доцент когнитивных наук, Университет штата Калифорния в Сан-Диего. Автор книги Louder Than Words («Громче слов»).

Практически невозможно выделить и изучить все многообразие отличий языков мира друг от друга. Зная английское слово «утка», вы не сможете угадать, как сказать «утка» по-французски или по-японски. Но под поверхностными отличиями скрываются общие черты. Например, во всех языках есть части речи (в частности, существительные и глаголы). И есть способы вложить утверждение в уста другого человека. («Джон знает, что Мери думает, что Пол говорит за других».) И так далее. Но почему?

Популярное и привлекательное объяснение этого факта известно как универсальная грамматика: базовые общие черты во всех языках существуют потому, что они являются частью нашего генетического наследия. Согласно этому взгляду, человек рождается с предрасположенностью к обучению языку, имеющему особые характеристики. Младенцы ожидают, что будут учиться языку, в котором есть существительные и глаголы, вложенные предложения и так далее. Эта идея могла бы объяснить не только схожесть языков, но и суть того, что значит быть человеком, – а также ответить на вопрос, как же маленькие дети в действительности осваивают родной язык. Кроме того, эта концепция кажется интуитивно привлекательной – особенно для тех, кто говорит на нескольких языках. Если в английском, испанском и французском есть существительные и глаголы, то почему бы им не быть во всех остальных языках? На данный момент концепция универсальной грамматики остается одним из наиболее заметных достижений в области лингвистики и наименее контринтуитивным из понятий, с которыми студенты-лингвисты знакомятся на вступительных лекциях по языкознанию.

Но факты свидетельствуют не в пользу универсальной грамматики. За последние годы работающие в поле лингвисты (они почти такие же, как работающие в поле биологи, только у первых есть очень хорошие микрофоны) зафиксировали гораздо больше различий между языками, чем принято было считать. Оказывается, не во всех языках есть существительные и глаголы. Не все языки дают возможность делать утверждения от имени другого человека. И так происходит практически с каждой характеристикой, ранее считавшейся универсальной для всех языков. Эмпирическое основание, на котором высилось здание универсальной грамматики, обрушилось. Мы полагали, что у всех языков есть общие универсальные черты, и стремились каталогизировать их и соотнести с некими врожденными склонностями. Но когда предположительно универсальные черты таковыми не оказались, испарилась и необходимость их объяснения. В результате предполагаемое «содержимое» универсальной грамматики тоже постепенно оскудело. В настоящее время мы можем более или менее уверенно говорить лишь о том, что частью врожденного лингвистического наследия человеческих существ являются лишь самые общие принципы вычислений.

Итак, пришло время упразднить и саму концепцию универсальной грамматики. Она сослужила нам добрую службу, но теперь не представляет никакой ценности с позиций того, что нам сейчас известно о человеческом языке. Она не дает нам новой информации о том, как дети осваивают язык – как учатся произносить звуки, понимать смысл слов, соединять слова в предложения, делать выводы об эмоциях и ментальных состояниях человека, произносящего слова, и так далее. Это же касается и вопросов об эволюции человека и его отличиях от животных. Как животное, человек обладает некоторыми уникальными характеристиками, и наука о языке должна попытаться их понять. Но концепция универсальной грамматики, опровергнутая новыми знаниями, нам в этом вряд ли поможет.

Разумеется, по-прежнему важно и интересно исследовать, какие общие черты, поверхностные и сущностные, объединяют языки мира. В этой информации могут быть скрыты подсказки о том, как развивался и продолжает развиваться человеческий язык. Но игнорировать разнообразие языков – значит отбросить самое информативное измерение.

Наука о языке должна работать только с «лингвистической компетенцией»

Эн-Джей Энфилд

Старший научный сотрудник группы Language and Cognition Group Института психолингвистики Макса Планка в Неймегене, Нидерланды. Автор книги Relationship Thinking («Размышления о человеческих взаимоотношениях»).

Предположим, некий ученый хочет исследовать какое-то поразительное поведение животного – скажем, процесс ухаживания у рыбы-колюшки или совместное возделывание земли у муравьев-листорезов. Конечно же, в первую очередь он должен все узнать о механизмах, лежащих в основе такого поведения. Как они работают? Как они возникли в ходе эволюции? Что мы можем из этого почерпнуть? Но ни один из изучающих поведение животных студентов и не подумает задавать эти вопросы, не заручившись результатами систематического наблюдения за поведением изучаемых объектов в естественной среде, а затем – экспериментами и моделированием в лаборатории. Почему же тогда лингвисты настойчиво отрицают ценность прямого наблюдения лингвистического поведения?

Виной всему идея, согласно которой наука о языке должна концентрироваться на компетенции (то есть способности говорящего на языке создавать корректные, согласованные с контекстом выражения), а не на использовании языка (каковое имеет место, когда мы просто разговариваем). Вот совершенно дуалистическое обоснование этого принципа: когда идеализированные языковые паттерны, хранящиеся в глубинах сознания, извлекаются и выводятся наружу в процессе речевой коммуникации, они фильтруются и уточняются случайными обстоятельствами, такими как моторные ограничения, ограниченность внимания и памяти, местные обычаи и нормы и так далее. В результате сам процесс говорения имеет мало полезных связей с целевым предметом исследования – компетенцией. Студентов-лингвистов учат не тратить время на анализ бытового «использования языка».

В результате формируется очень узкое понимание природы языка, отвлекающее внимание лингвистов от множества важных вопросов, каждый из которых имеет весьма глубокие последствия. Вот лишь несколько примеров. Игнорируя процесс использования языка, мы не сможем увидеть ни систематических, естественных способов «работы» с речевыми ошибками, промедлениями и осечками в разговоре, ни тонкостей социальной навигации в этом сложном процессе. Мы также не заметим новых достижений в области статистического исследования больших языковых корпусов, ставших доступными в последнее время, – а эти результаты показывают, что мы можем сделать важные выводы о лингвистической компетенции, наблюдая использование языка. И наконец, лингвисты не смогут получить картину исторической эволюции языка. В цикле языковой трансмиссии, который ведет от публичного («кто-то говорит») к частному (затронуто ментальное состояние слушающего) и обратно к публичному («этот конкретный человек говорит»), и так до бесконечности, незаменимы оба аспекта: и частная сфера компетенции, и публичная сфера использования.

Влиятельная традиция лингвистики признала научную идею, в которой не слишком много смысла, не приняв во внимание того, что язык в конце концов тоже представляет собой поразительное поведение животного. Наука о языке должна начать с эмпирического наблюдения, так как, лишь наблюдая использование языка, можно понять его компетенцию. Возможно, самым печальным последствием идеи об исключительности компетенции стал тот факт, что целые поколения лингвистов, которые отказывались изучать использование языка, теперь ничего не могут сказать о таких его функциях, как социальное взаимодействие, сотрудничество и социальная ответственность, которые и определяют уникальную для нашего вида коммуникативную способность.

Языки определяют мировоззрение

Джон Макуортер

Профессор лингвистики Колумбийского университета. Автор книги The Language Hoax: Why the World Looks the Same in Any Language («Языковая иллюзия: почему мир выглядит одинаково на всех языках»).

С 1930-х годов, когда Бенджамин Ли Уорф поразил публику мыслью о том, что язык народности хопи определяет характерную для этой культуры цикличность восприятия времени, в средствах массовой информации и университетских аудиториях оживленно обсуждают идею о том, что язык формирует определенную картину мира.

Хотелось бы, чтобы это было правдой, но это не так. Во всяком случае, не в том смысле, который интересен хоть кому-нибудь за стенами психологической лаборатории (или за пределами научного журнала). Настало время, когда думающие люди должны забыть об идее, согласно которой различия в языках отражают различия в способах познания и восприятия мира; подобное всегда казалось возможным, но так и не получило подтверждения. Несомненно, разные культуры репрезентируют разные картины мира. А часть культуры, если быть точным, репрезентируется при помощи слов и выражений. Мобильный телефон. Иншалла. Фэншуй. Но уорфианизм (как часто называют эту концепцию) говорит не об этом: он утверждает, что в архитектуре того или иного языка имеются элементы – устройство грамматики, то, как словарный запас языка используется для деления пространства, – которые определяют восприятие жизни говорящим на этом языке человеком.

Действительно, психологи доказали, что эти элементы влияют на мышление, но влияние это настолько мало, что подтвердить его могут только очень-очень странные эксперименты. Например, в русском языке есть слова «синий» (dark blue) и «голубой» (light blue), но нет слова, аналогичного английскому blue («просто синий, он же голубой»). И было доказано, что носители русского языка действительно на 124 миллисекунды быстрее, чем другие люди, различают и группируют оттенки синего и голубого цветов.

Известно также, что когда носителей языка, в котором существительные, обозначающие неодушевленные предметы, бывают мужского или женского рода, просят вообразить эти предметы в виде персонажей мультфильма и описать их, то эти предметы, по словам участников эксперимента, чаще разговаривают соответственно мужским или женским голосом, а также наделяются другими гендерными признаками.

Подобные наблюдения очень изящны, но вопрос состоит в том, можно ли считать подобное фоновое мерцание осознания целостным мировоззрением. Соблазн признать его таковым бесконечно велик. К тому же, напоминают нам, никто никогда не говорил, что язык препятствует его носителю думать так-то и так-то; скорее, язык делает более вероятным, что носитель будет мыслить определенным образом.

Но мы по-прежнему сталкиваемся с тем фактом, что язык говорит нам то, чего мы не хотим слышать, по меньшей мере так же часто, как рассказывает нам о всяких замечательных вещах (например, о «русском голубом» или о «столешнице», которая разговаривает женским голосом).

Например, в мандаринском китайском одно и то же предложение может означать и «Если вы увидите мою сестру, то поймете, что она беременна», и «Если бы вы увидели мою сестру, то поняли бы, что она беременна», и «Если бы вы уже тогда повидали мою сестру, то сразу поняли бы, что она беременна». То есть в китайском языке для понимания гипотетичности или реальности события контекст важен в гораздо большей степени, чем в английском. В начале 1980-х годов психолог Альфред Блум, следуя уорфианскому дискурсу, провел эксперимент, по результатам которого предположил, что носители китайского языка хуже обрабатывают гипотетические сценарии, чем носители английского.

Упс! Никто не хотел слышать об этом. Последовало множество взаимных опровержений, и последовавшая дискуссия в конце концов завершилась ничьей за полным истощением аргументов сторон. И вы можете провести немало экспериментов, которые тоже приведут к такому результату. Во многих языках Новой Гвинеи процессы принятия пищи, питья и курения обозначаются одним и там же словом. Делает ли это носителей этих языков менее восприимчивыми ко вкусу пищи? В шведском языке нет слова «вытереть» (wipe) – есть лишь глаголы «стереть» (erase), «убрать» (take off) и так далее. Но кто готов заявить, что шведы никогда ничего не вытирают?

В подобных случаях мы естественным образом склоняемся к тому, чтобы объяснить все эти мелкие факты простой случайностью. И сделать вывод, что любая особенность мышления, которую исследователь выводит из этих мелочей, имеет мало общего с мировоззрением носителя языка и с тем, какой он вообще человек. Но тогда нам придется отбросить и другие гипотезы, более привлекательные и приятно щекочущие нашу фантазию.

Мировоззрение создает культура, а культура и есть взгляд на мир. И нет, нельзя сказать, что культура и язык создают мировоззрение совместно и целостно. Не забывайте, что это означало бы, что носители китайского – в целом – слегка тускнеют, когда им приходится думать о чем-то, находящемся за пределами реальности.

Кто захочет вступить на этот путь? В особенности учитывая тот факт, что все попытки вступить на него, десятилетие за десятилетием, приводили нас в тупик? Выяснилось, что у индейцев хопи есть масса добрых старых способов обозначать время вполне в европейском духе. Экономист Кит Чен из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе высказал идею, что отсутствие в том или ином языке категории будущего времени делает носителя этого языка более бережливым – только вдумайтесь: у вас нет будущего, и поэтому вы откладываете деньги! Эта мысль чрезвычайно занимала СМИ несколько лет подряд. Но если мы вспомним, что в четырех славянских языках – русском, польском, чешском и словацком – нет будущего времени[59], а уровень сбережений населения в соответствующих странах очень и очень разный, то всю эту теорию можно просто выкинуть в окошко.

Идея о том, что язык представляет собой линзу, через которую можно рассмотреть всю жизнь в целом, должна знать свое место – мы действительно можем обнаружить кое-что в ходе глубоких психологических исследований, однако это не имеет ничего общего с процессом лучшего понимания самих основ человеческой сущности. Неловкий аспект всего этого заключается в том, что люди, занимающиеся документированием или сохранением сотен исчезающих языков по всему миру, склонны считать, что тот или иной язык обязан выжить постольку, поскольку сохраняется определенный взгляд на мир, который отражает этот язык. Но если язык все же отказывается выживать, то мы должны сформулировать новые теоретические обоснования для этих спасательных работ. Можно надеяться, что лингвисты и антропологи будут спасать языки просто потому, что эти языки во многих отношениях великолепны сами по себе.

Давайте спросим себя, какое мировоззрение формирует английский язык? Это должен быть взгляд на мир, который разделяли бы Бетти Уайт, Уильям Маккинли, Эми Уайнхауз, Джерри Синфилд, Канье Уэст, Элизабет Кади Стентон, Гэри Коулмен, Вирджиния Вулф и Боно. Что же это за мировоззрение такое? Несомненно, лабораторное исследование выделило бы едва слышный писк перцептивных склонностей, общих для всех этих людей. Но мы бы даже не подумали назвать это миропониманием или отражением культуры. А если кто-то все же так считает – значит, мы и в самом деле нуждаемся в совершенно новой научной парадигме.


Стандартный подход к понятию значения

Дэн Спербер

Социолог и когнитивист, почетный профессор-исследователь Национального центра научных исследований; директор Института международного познания и культуры. Соавтор (с Дейрдрой Уилсон) книги Meaning and Relevance («Значение и значимость»).

Что такое «значение»? Существуют десятки теорий на сей счет. Правда, я думаю, что, отказавшись от большинства из них, мы бы мало что потеряли – по крайней мере, пока мы не поговорим серьезно о том, зачем нам вообще нужна теория понятия «значение». Я призываю отказаться лишь от стандартного подхода к этому значению, который используют в теориях языка и коммуникации.

Итак, термин «значение» (meaning) используется для обозначения (1) смысла таких лингвистических понятий, как «слово» или «предложение», а также (2) смысла человеческого высказывания. Лингвистические понятия и смысл высказывания суть совершенно разные вещи. Знать слово – это знать его значение или значения (если у слова несколько значений). Это знание приобретается в процессе освоения языка, как и способность конструировать значение (смысл) предложения на основе синтаксиса. Смысл слов и определенный вклад синтаксиса в значение (смысл) предложения – это относительно стабильные лингвистические свойства, которые, однако, изменяются в ходе исторического развития и от диалекта к диалекту. Смысл, который вкладывает в свою речь говорящий, напротив, является компонентом индивидуальной интенции, цель которой – повлиять на убеждения или отношения других людей посредством коммуникации.

Каким образом одно слово «значение» (meaning) может описывать два совершенно различных явления – стабильную, общую для всей популяции данного языка характеристику и частный аспект социального взаимодействия? Это оправдано (или так, по крайней мере, кажется) простой и мощной догмой, которая призвана объяснить, как говорящему удается донести свою мысль до аудитории. Это удается, как нам объясняют, за счет того, что лингвистическое значение предложения совпадает с тем, что хочет сказать говорящий. И получателю сообщения нужно его только декодировать.

Но, увы, это простое объяснение того, как мы передаем лингвистическое значение слушателю, неверно. И это очевидно всем изучающим язык. Важно другое – насколько оно далеко от истины?

Возьмем, к примеру, простое предложение «Она ушла» (She went). Ваша компетенция человека, знающего английский язык, обеспечивает вам возможность понимать и использовать это предложение в разговоре. Однако эта компетенция не дает вам даже общего представления о том, что имел в виду человек, сказавший эти слова в конкретный момент времени. Возможно, речь идет о некоей Сьюзен Джонс, которая только что ушла домой, или о чьей-то кошке, которая однажды сбежала из дома, да так и не вернулась, или о судне «Куин Мэри-2», которое недавно покинуло гавань[60].

Возможно, «она» – это соседка, которая после всех угроз в ваш адрес все-таки перешла от слов к делу и отправилась жаловаться в полицию (а те же слова, произнесенные с иронией, напротив, дают понять собеседнику, что глупо полагать, будто соседка в самом деле это сделает). В переносном смысле эти же два слова говорят о том, что Нэнси Смит в определенный момент погрузилась в совершенную задумчивость, полностью ушла в себя. И так далее.

Ни одно из этих значений ни полностью, ни частично не закодировано в предложении. И это верно не только для фразы «Она ушла», но и для огромного большинства (а то и для всех вообще) английских предложений. Лингвисты и философы знают об этом общем несоответствии между лингвистическим смыслом и субъективным значением, но большинство из них воспринимают это как малоинтересное для науки осложнение, которое можно игнорировать или отдать на изучение лингвистам-прагматикам, этим маргиналам языкознания.

Но тогда и догма нуждается в уточнении: базовый механизм кодирования-декодирования, который делает коммуникацию возможной, достаточно неуклюж. Он работает лишь при условии полной буквальности высказывания. К счастью, существует уловка: вы можете избежать многословия полной ясности и положиться на то, что ваша аудитория догадается, что́ вы имеете в виду, путем умозаключения, а не будет декодировать значение ваших слов непосредственно из речи, хотя бы частично (а то и полностью – если вы, к примеру, используете литературную метафору).

С этой догмой связаны две проблемы. Первая заключается в том, что предполагаемый базовый механизм никогда не используется. Вы никогда не кодируете полностью значение своего высказывания. А часто и вовсе ничего не кодируете. Вторая проблема состоит в том, что, если мы с легкостью понимаем, что хотел сказать человек, – хотя это значение и не закодировано в высказывании, – то зачем нам вообще нужен такой громоздкий базовый механизм кодирования-декодирования?

Представьте себе племя, члены которого, желая пройти из своей родной долины к морю, всегда идут по одной и той же хорошо утоптанной тропе через низкий горный перевал. Мудрецы племени, однако, рассказывают, что эта тропинка нужна всего лишь для того, чтобы срезать путь, а настоящая, великая дорога (без которой не было бы даже этой тропинки) ведет прямо на вершину горы, а оттуда спускается прямо к морю. Никто никогда даже не видел этой дороги и тем более не ходил по ней, но о ней так много рассказывали, что каждый в племени представляет ее себе в деталях и восхищается мудростью старейшин. В лингвистике и философии много таких легенд.

В большинстве случаев семантика начинается с догмы, которую я только что подверг критике. Проводится тщательный, часто формальный, анализ семантических значений, которые совпадают со смыслом наших осознанных мыслей. Действительно ли лингвистическое значение устроено именно таким образом? Лишь немногие исследователи работают с идеей о том, что значение может представлять собой совершенно иной ментальный объект.

В отличие от убеждений и намерений, лингвистические «значения» могут быть такими же недоступными для обывательского понимания, как и синтаксические свойства. С другой стороны, они должны подходить в качестве вводных для бессознательных выводов, которые и обеспечивают понимание.

Прагматики и психолингвисты должны, со своей стороны, признать, что значения, передаваемые нашими высказываниями, могут быть совсем не такими, как отдельные предложения, записанные в нашем сознании на «языке мысли». Они скорее похожи на отчасти ясное, отчасти размытое эхо изменений в нашей когнитивной среде.

Старая догма, согласно которой лингвистическое значение и субъективный смысл совпадают, отрицает или недооценивает пропасть, образованную их очевидными различиями. Эта пропасть заполнена интенсивной когнитивной активностью, которая имеет специфический человеческий характер. Давайте откажемся от догмы и получше исследуем эту пропасть.

Принцип неопределенности

Кай Краузе

Пионер в области программного обеспечения, философ. Автор книги The History of the Future («История будущего»).

Это началось как ошибка перевода и с тех пор так и используется неправильно… Но давайте сначала проведем небольшой мысленный эксперимент.

Скажем, вы ученый и хотите рассказать миру о замеченном вами явлении. «Мозг, – говорите вы, – может воспринимать речь и воспринимать частоты, декодировать звуковые волны в символы и смыслы, но когда он слышит два разговора одновременно, то не может обрабатывать обе линии параллельно. В лучшем случае мозг быстро переключается между ними, стараясь не упустить информацию».

Вот и вся теория – вы сформулировали ваше открытие и поделились им с коллегами, его обсуждают и критикуют, и так это и должно быть.

И вдруг начинается что-то странное. Вы изложили вашу идею на английском языке, вы опубликовали ее на английском, а большинство ведущих ученых и нобелевских лауреатов говорят по-английски… но почему-то основным языком публикаций на эту тему становится… монгольский! В Улан-Баторе есть группа ученых, которые с большим интересом рассматривают вашу идею и на нее ссылаются буквально везде… но все ссылки ведут на материалы на монгольском языке.

Но главная проблема вот в чем: вы написали, что невозможно слушать два разговора одновременно, и потому смысл обоих будет для вас неопределенным (undefined), пока вы не выберете какой-то один из них. Выясняется, что в монгольском языке нет слова «неопределенный»! Вместо него используется совершенно другое слово – «неуверенный» (uncertain). И внезапно интерпретация вашей теории совершенно меняется: вместо утверждения «Вы не узнаете, о чем шла речь либо в одном, либо в другом из разговоров» появляется совершенно другое утверждение: «Вы можете прислушиваться к одному разговору, но тогда второй окажется совершенно бессмысленным». Одно дело – сказать, что я «не способен понять» оба разговора одновременно, но эта моя неспособность не подразумевает, что какой-либо из них внезапно становится «бессмысленным», не так ли?

Конечно же, все это только аналогия. Но примерно это однажды и случилось, только наоборот. Ученого звали Вернер Гейзенберг.

Он изучал не одновременное слушание двух разговоров, а одновременное определение точных позиций пары характеризующих систему квантовых наблюдаемых, импульса и координаты. Он установил, что их невозможно точно определить одновременно. И хотя он обсуждал это с многочисленными коллегами по-немецки (Эйнштейн, Паули, Шрёдингер, Бор, Лоренц, Борн, Планк – назовем лишь нескольких из участников Пятого Сольвеевского конгресса 1927 года), широкое распространение его идея получила в английской научной литературе, и английский язык сыграл тут роль монгольского из нашей аналогии. Концепция Гейзенберга, по-немецки называвшаяся Unschärferelation, что буквально переводится как «нечеткая взаимосвязь», из-за отсутствия точного английского аналога – перепробовали и «размытый» (blurry), и «неясный» (fuzzy), и «смутный» (vague), и «двойственный» (ambidigous), – стала именоваться «принципом неопределенности» (The Uncertainty Principle), хоть автор и не использовал ни одного из этих слов.

То, что за этим последовало, еще больше напоминает нашу аналогию: вместо утверждения, что координата или импульс «точно не определены», общепринятым стал вывод о том, что на фундаментальном уровне физики, природы и даже свободной воли и мироздания царит «неопределенность». Демон Лапласа пал случайной жертвой этого утверждения (но его дни, очевидно, и так были сочтены…).

Эйнштейн оставался скептиком на протяжении всей своей жизни. Для него Unbestimmtheit (в данном случае – «неопределимость») была характеристикой наблюдателя, который не осознает некоторых аспектов природы на данном этапе развития знания, но не доказательством того, что природа в своей основе неопределима и неточна. В частности, Fernwirkung («дистанционное воздействие») казалось ему spukhaft («призрачным»). Но даже в век квантовых вычислений, кубитов и эффектов туннелирования я бы не хотел спорить с Альбертом. Его интуитивное понимание природы выдержало огромный объем критики, а волны опровергающих доказательств были опровергнуты ответными аргументами.

И хотя есть достаточно оснований защищать открытия Гейзенберга, печально наблюдать распространение в популярной науке такого мощного мема, основанного лишь на неточном переводе, – и таких случаев очень много… Я хотел бы призвать авторов, пишущих по-французски, по-шведски или по-арабски, указывать на особенности и уникальные ценности своих языков – не ради семантического педантизма, но чтобы предоставить альтернативные возможности перевода.

Немецкий язык хорош не только словами Fahr-vergnügen, Weltanschauung и Zeitgeist. В нем есть слова, передающие множество оттенков смысла. Это как подбор правильного инструмента для понимания – а с инструментами это важно: даже самый лучший молоток не сделает того, для чего нужна пила.

Остерегайтесь самонадеянности! Не отказывайтесь ни от чего!

Иэн Макьюэн

Писатель, автор романов Amsterdam[61], Solar[62], The Children Act[63] и многих других.

Остерегайтесь самонадеянности! Не отказывайтесь ни от каких идей! Великая и богатая научная традиция должна ценить все, что у нее есть. Истина – не единственное мерило. Можно быть неправым и помочь другим найти истину. Некоторые ошибаются, но делают это гениально. Ошибки некоторых помогают совершенствовать научный метод. Заблуждения других помогают основывать новые научные направления. Аристотель интересовался всеми отраслями знаний человека и во многом был неправ. Но он создал зоологию – и это уже бесценно. Вы бы отказались от этой идеи?

Никому не известно, где пригодится одна из старых идей. Однажды она может помочь увидеть перспективу, которую сегодня невозможно вообразить. И этого может не произойти, если выбросить ее сейчас. Даже Дарвин в начале XX века был в некотором пренебрежении, до появления синтетической теории эволюции. Работе «О выражении эмоций» потребовалось больше времени, чтобы актуализироваться. Уильям Джеймс тоже был забыт – как и вся психология, как только сознание перестало быть ее объектом. Обратите внимание на возрожденное наследие Томаса Байеса и Адама Смита (особенно на «Теорию нравственных чувств»). Возможно, нам следует еще раз приглядеться к давно заброшенному Декарту. Эпигенетика может еще обратиться к ламаркизму. И Фрейд еще способен рассказать нам кое-что о бессознательном.

Любое серьезное и систематическое осмысление мира заслуживает сохранения. Нам нужно помнить, как мы оказались там, где мы есть. И нам бы не хотелось, чтобы прогресс отбросил назад нас самих. Наука должна обращаться к уже написанному, сохранять живость истории, поощряя изобретательность и упорство. Мы не откажемся от Шекспира. Не должны отказываться и от Фрэнсиса Бэкона.

Большие данные

Гэри Маркус

Ученый-когнитивист, Университет Нью-Йорка. Автор книги Guitar Zero: The New Musician and the Science of Learning («Гитара с нуля: новый музыкант и наука обучения»).

Нет, я не призываю буквально перестать верить в пользу Больших данных или перестать накапливать их. Но нам нужно прекратить думать, что Большие данные творят чудеса. Большой объем тщательно собранной информации будет полезен в любой сфере. Но многие люди, даже ученые, полагаются на данные больше, чем следовало бы. Иногда кажется, что половина всех разговоров о понимании науки сегодня, от физики до нейронаук, вращается вокруг Больших данных и связанных с ними инструментов, таких как «понижение размерности», «нейронная сеть», «алгоритмы машинного обучения» и «визуализация информации».

Несомненно, Большие данные – главная фишка настоящего момента. За 39 минут до того, как я сел писать эту статью, сервис Google News (управляемый Большими данными) сообщил, что Гордон Мур (в честь которого назван закон Мура)«внес большой вклад в Большие данные» (Gave Big to Big Data). Массачусетский технологический институт запустил онлайн-курс по Большим данным (44 минуты назад), Большие Данные были признаны Стратегией года для бизнесов. За несколько часов до этого в журнале Forbes вышла статья о Больших данных. На запрос «большие+данные+наука» выдается 163000 ссылок.

Но наука все еще периодически возвращается, на фундаментальном уровне, к поиску законов, которые описывают нашу Вселенную. А в чем Большие данные не слишком преуспели, так это в формулировании законов. Большие данные превосходно выявляют корреляции. Чем больше ваш набор данных, тем с большей вероятностью будут выявлены взаимосвязи, даже сложные, включающие множество переменных. Но корреляции никогда не выявляли причин и никогда не смогут этого сделать. Все данные со всего мира сами по себе не скажут вам, вызывает ли курение рак легких. Чтобы действительно понять взаимосвязь между курением и раком, вам нужно провести эксперименты и понять, как работают канцерогены, как происходит онкогенез и репликация ДНК. Ежегодное внесение данных каждого курильщика и некурящего на планете в базу данных с описанием всех подробностей их курения, места проживания, продолжительности жизни и причин смерти, вне зависимости от занимаемых этой информацией терабайт, не поможет в понимании сложного биологического процесса, лежащего в основе заболевания.

И если меня слегка тревожит то, как сильно полагается на Большие данные мир бизнеса, то гораздо больше меня волнует, что ученые делают то же самое. Некоторые направления неврологии опираются на убежденность в том, что ответы придут сами – надо просто собрать достаточно данных.

Этого не произойдет. Если у нас есть сильная гипотеза, ее можно протестировать при помощи Больших данных. Но не Большие данные должны быть нашим исходным пунктом. К ним нужно обращаться лишь тогда, когда мы уже понимаем, что именно надо искать.

Стратиграфическая колонка

Кристин Финн

Археолог, журналист. Автор книги Artifacts: An Archaeologist’s Year in Silicon Valley («Артефакты: год археолога в Кремниевой долине»).

Раскопки в поисках прошлого вышли из моды. Собиратели сегодняшнего дня – это диджерати[64]. Закон стратиграфии был хорош для археологии и как практическое средство, и как концепция – вертикальный срез раскопа демонстрировал хронологические слои, которые можно было читать как книгу перемен. Точность ассоциировалась со спуском вниз и возвращением наверх; поведение человека изучалось геологическими методами. Викторианцы начали раскапывать захоронения в глубинах холмов-городищ и увозили древности домой в качестве сувениров.

Затем археологи назвали это наукой, и с помощью тех же лопат и ведер, что и могильщики, зарылись еще на шесть футов глубже, и привнесли в эти раскопки точность. И туннели, которые Шлиман в XIX веке вел в поисках троянского золота через слои скучной – как ему казалось – доисторической эпохи, были в каком-то роде прелюдией к тому, что мы имеем теперь: открытому доступу к накопленному прошлому.

Мы можем сортировать прошедшие события. Проблема часовых поясов осталась позади. Блоги несут шквал информации, новой на день ее появления. Архивные фотографии и моментальные селфи плывут в информационном потоке бок о бок. Полузабытая новость путешествует по интернету, и каждый новый читатель считает ее свежей.

Так что такое сегодня полевая работа? Взгляните на (как бы) новую область современной археологии, «землекопы» которой вгрызаются в антропологическое знание. Эти «археологи» поднимают и перемещают слои вечно растущих изменений, смешивая воедино прошлое и настоящее. Такие раскопки рук не пачкают, но все, что найдено, потерять уже невозможно.

Понятие зоны обитаемости

Димитар Д.Сасселов

Профессор астрономии Гарвардского университета; директор гарвардского Центра по изучению истоков жизни. Автор книги The Life of Super-Earths («Жизнь суперземель»).

«Зона обитаемости» – это условная область в космосе, в которой, согласно расчетам, условия на поверхности находящихся в ней планет будут близки к условиям на Земле и обеспечат существование воды в жидкой фазе. В нашей Солнечной системе эта зона простирается от орбиты Венеры до орбиты Марса. Ее границы определяются приблизительно и могут быть разными для разных планетарных систем. Иногда этот термин применяется в более широком смысле по отношению, например, к нашей галактике. У понятия зоны обитаемости внушительная история, как и у самих поисков жизни за пределами Земли. Совсем недавно эта концепция внесла свой вклад в потрясающий успех орбитального телескопа НАСА «Кеплер» в поиске экзопланет. Однако теперь, в посткеплеровскую эру, эта научная концепция утратила свое значение.

Простое определение зоны легко применять в статистической оценке вероятности обитаемости той или планеты, так как оно зависит всего от нескольких легко измеряемых параметров. Идея весьма проста для понимания: в этой зоне не слишком жарко и не слишком холодно – эту зону еще называют «зоной Златовласки» (Goldilocks Zone)[65]. Простота оценки и большое количество статистических данных критически важны для установления числа и местоположения в нашей галактике маленьких каменистых планет, похожих на Землю. И космическая миссия «Кеплер» прекрасно справилась с задачей. Мы теперь хорошо понимаем, куда нам двигаться в поиске иных форм жизни, – к обитаемым экзопланетам. Но ведь слово «обитаемость» в словосочетании «зона обитаемости» – это неверное определение или, по меньшей мере, сильное преувеличение, так как это не зона сама по себе пригодна для жизни, – таковой ее делают условия на определенной планете, которые могут сложиться даже и за пределами самой зоны. Мы предполагаем, что в нашей Солнечной системе инопланетная жизнь может существовать и далеко за пределами очерченных нами границ – например, на некоторых спутниках Юпитера или Сатурна. Сегодня нам необходимо понимание того, что делает среду пригодной для жизни в течение геологически значимых периодов времени, будь то на планете или на ее спутнике. Признаки того, что делает планету «пригодной для жизни», и как их распознать при помощи телескопа – вот в чем тут вопрос.

Год 2013-й стал историческим с точки зрения поисков инопланетной жизни. Благодаря телескопу «Кеплер» и другим исследованиям экзопланет мы знаем, что похожие на Землю планеты широко распространены, а многие должны находиться где-то по соседству. Это делает возможным их удаленное изучение с помощью существующих технологий, а также новых телескопов, которые сейчас строятся. Мы можем начинать искать инопланетную жизнь, но нам нужно лучше понимать, что именно мы ищем.

Отправляя понятие зоны обитаемости в архив науки, следует вернуться к оригинальному звучанию этого термина в середине XX века – «пояс жидкой воды», важный регион для богатой геохимии каменистых планет. На обитаемых планетах в этом регионе мы почувствуем себя как дома.


Роботы-компаньоны

Шерри Теркл

Профессор социологии науки и технологий фонда Эбби Рокфеллер Мозе Массачусетского технологического института. Автор книги Alone Together («Одиноки вместе»).

В начале 1980-х я брала интервью у молодого студента, который учился у Марвина Мински, одного из создателей искусственного интеллекта. По словам студента, его учитель и кумир Мински пытался создать настолько прекрасную машину, чтобы «душа захотела поселиться в ней». Но в последнее время мы настроены скорее не метафизически, а прагматично. Мы изобретаем роботов для заботы о пожилых людях, роботов-нянь, роботов-учителей или секс-роботов. То есть, переиначивая слова Мински, мы пытаемся изобрести не машину с живой душой, а машину, с которой мы сами захотим жить. Мы пытаемся создать машину, которую человек мог бы полюбить.

Мечта об искусственном наперснике или возлюбленном смешивает такие сферы, которые лучше не смешивать. У человека есть тело и жизненный цикл, люди живут семьями и переходят от зависимости к независимости. Это дает им опыт привязанности, потерь, боли, страха за здоровье – и, в конце концов, опыт смерти – особый опыт, недоступный роботам. Я не говорю, что машины не могут настолько «поумнеть» или научиться огромному количеству вещей – они способны выучить многое, больше, чем мы можем предположить. Но на роль друга и объекта любовной привязанности они не подходят.

Однако машина-ассистент для физической помощи человеку, будь то обеспечение безопасности, помощь в уборке, да хоть бы достать вещи с верхних полок, – это прекрасная идея. Машина-компаньон, с которой можно было бы поболтать о человеческих взаимоотношениях, – эта идея уже не настолько хороша. Разговоры об отношениях характерны для нашего конкретного биологического вида. Такие беседы основаны на том, что обе стороны обладают опытом, который может дать лишь человеческое тело – его ограничения и его жизненный цикл.

Мы начинаем об этом забывать.

Мы забываем о заботе друг о друге и о беседе, которая возможна лишь между человеком и человеком. Английское слово conversation («беседа») происходит от глагола to converse, одно из значений которого – «склоняться, тянуться друг к другу». Для общения нам нужно слушать собеседника, ставить себя на его место, читать сигналы его тела, слышать голос, интонацию, понимать его молчание. Мы высказываем то, что нас волнует, и делимся своим опытом, ожидая того же в ответ. Робот, который делится информацией, – это отлично. Но если нужны друг и взаимная эмпатия, то «склоняться» лучше к человеку.

Когда мы думаем, например, о роботе-няне, то забываем, что дети лучше всего развиваются, когда чувствуют заботу, надежную и постоянную. Находясь среди людей, дети узнают, как сочетаются движения и речь, смысл высказываний, голос, интонации, выражения лиц и положения тел. Дети учатся многоуровневым человеческим эмоциям, их неочевидным оттенкам и сочетаниям. Ни один робот не может этому научить.

В наших разговорах о роботах-компаньонах есть паттерн, который я называю «от „лучше, чем ничего“ до „лучше всего“». Принято считать, что робот-компаньон «лучше, чем одиночество». Мол, совсем не так много людей хотят работать сиделкой или нянькой. И затем перечисляются преимущества привлечения к этой работе механических «заменителей». И по ходу рассуждений получается, что от искусственного помощника будто бы можно ожидать даже большего, чем от живого человека. Воспитатель может обидеть ребенка. Медсестра может ошибиться, санитары и сиделки подчас недостаточно умны и не получили хорошего образования.

Увлечение роботами-помощниками говорит о страхах, которые мы испытываем по отношению к другим людям. Нам кажется, что искусственный интеллект – это безопасное средство от одиночества. Мы опасаемся, что в будущем некому будет о нас заботиться. Роботы нас привлекают иллюзией компании без сложностей и ответственности дружбы. Более того, люди полагают, что со временем роботы смогут предложить и иллюзию любви без интимности. Мы помещаем роботов туда, где им не место, не потому, что они там должны быть, но из-за того, что мы разочарованы в себе подобных.

На протяжении длительного времени надежда на искусственный интеллект или на роботов была выражением стойкого технологического оптимизма – веры в то, что даже если все пойдет не так, то наука быстро все исправит и снова сделает все правильно. В сложном мире роботы всегда казались средством быстрого разрешения проблем. Роботы спасают жизни в зоне военных действий, в операционных; они функционируют и в космосе, и в пустыне, и в море – там, где человеческое тело может не справиться. Но мы ищем искусственного компаньона не для каких-то особых подвигов, а для других, менее замысловатых целей.

Каковы эти цели? Мы верим в то, что искусственный интеллект сможет стать нам другом. Что разговоры с нами станут призванием роботов, а нам будут приятны их компания и беседа.

За последние 15 лет исследований я видела, как эта надежда поддерживается и крепнет, даже несмотря на то, что у большинства людей нет опыта общения с искусственным компаньоном. Или же их опыт сводится к «разговорам» с приложениями на телефоне, такими как Siri, понимающими такие вопросы, как «Найти ресторан» или «Определить местонахождение друга». Мое исследование показывает, что даже такое простое общение заставляет нас думать о приложении как о друге, даже лучшем друге с некоторыми идеальными чертами: с ним всегда можно поговорить, он никогда не злится и его невозможно разочаровать.

Когда люди говорят о дружбе без взаимности, о друге, который всегда будет «под рукой», простые решения, достигнутые при помощи искусственного компаньона, не кажутся мне такими уж простыми. Чтобы идея об искусственном друге стала новой нормой, мы должны изменить себя, а в процессе мы изменим и человеческие ценности, и то, как устанавливаются связи между людьми. Мы меняем сами себя еще до появления разумных машин. Мы думаем, что создаем новые машины, но на самом деле мы заново создаем людей.

Искусственный интеллект

Роджер Шенк

Теоретик искусственного интеллекта; исполнительный директор компании Engines for Education. Автор книги Teaching Minds («Обучение разума»).

Да, ужасное название, но ведь и сама идея не лучше. Плохие идеи приходят и уходят, но история о том, что мы скоро научимся создавать машины, которые будут «совсем как люди», господствует в популярной культуре уже длительное время. Почти каждый год на экраны выходит новое кино с новым роботом, который «совсем как человек». Но в реальной жизни такой робот не появится никогда. И дело не в том, что искусственный разум сам по себе не работает. Просто никто толком и не пытался пока его создать.

Оксфордский физик Дэвид Дойч сказал:

Ни один мозг на Земле и близко не подошел к тому, чтобы понять, как работает мозг. Попытка добиться этого искусственным путем – в области «искусственного интеллекта» – за все шестьдесят лет существования данного научного направления не добились абсолютно никакого прогресса[66].

Дойч при этом считает, что машины, умеющие думать как человек, все же когда-нибудь появятся.

Позвольте мне взглянуть на это заявление в ином свете. Будут ли у нас когда-нибудь машины, испытывающие такие же эмоции, как человек? Если задать этот вопрос кому-то из тех, кто работает в индустрии создания искусственного разума, вам могут рассказать о том, как мы уже можем заставить компьютер смеяться, плакать или сердиться. Но в самом деле испытывать чувства?

Или давайте поговорим о способности обучаться. Компьютер ведь может обучаться, не так ли? Это и есть искусственный разум. О машине нельзя сказать, что она умна, если она неспособна обучаться. Но если машинное обучение уже позволяет научить компьютер играть в «Свою игру» или предоставлять вам данные о привычках покупателей, означает ли это, что искусственный разум вот-вот родится?

Термин «искусственный интеллект» заставил многих далеких от этой области людей воображать для него такие цели, какие перед искусственным разумом никогда не стояли. Отцы-основатели научной области искусственного интеллекта (за исключением Марвина Мински) были одержимы шахматами и решением головоломок (одной из самых популярных была «Ханойская башня»). Играющая в шахматы машина просто играет в шахматы. Она не умеет думать, и не скажешь, что у нее есть ум. И конечно, она действует не как человек. Шахматный компьютер не будет играть хуже от того, что он накануне выпил лишнего или поругался с женой.

Почему все это важно? Потому что любой проект, цель которого представляется окружающим иной, чем она есть на самом деле, обречен на провал. Основатели индустрии искусственного интеллекта и те, кто работает в ней сегодня (включая меня), хотели и хотят заставить компьютеры делать то, что они сегодня делать не могут, надеясь, что эти усилия помогут узнать что-либо новое. Или что в результате этих усилий вдруг будет создано нечто полезное. Компьютер, способный поддержать разумную беседу, потенциально может оказаться полезным. Я сейчас работаю над программой, которая будет способна вести с пользователем разумную беседу на медицинские темы. Но разумна ли эта программа? Нет. У нее отсутствует самосознание. Она не знает, что она говорит, и не знает, что она знает. Мы зациклились на глупой идее умной машины и искусственного разума, и это создает у окружающих неверное представление о реальных проблемах.

Я объявляю, что искусственный интеллект мертв. Научную область «создания искусственного интеллекта» следует переименовать в «попытки заставить компьютеры делать реально крутые вещи». Но, конечно же, никто ее не переименует. У вас никогда не будет дружелюбного домашнего робота, с которым можно будет вести осмысленную беседу. Мне довелось в этом году быть судьей на ежегодном конкурсе AI Loebner (конкурс на премию Лёбнера), в котором компьютерные программы соревнуются в прохождении теста Тьюринга[67]. Глупости, которые там выдавались за искусственный интеллект, были тем, чем и казались, – просто глупостями. У судей уходило максимум 30 секунд на то, чтобы определить, где человек, а где компьютер.

Людей кормят не только знаниями. Я сам воспитал в жизни пару человек. И я кормил их человеческой едой, а не знаниями. Я отвечал на их вопросы, но это были их собственные вопросы, которые они сами генерировали. Я старался помочь им добиться того, чего они хотели, но это были (и есть) их собственные, глубоко прочувствованные желания. Человек рождается как личность, уже имея собственные желания и потребности, и он очень рано начинает их выражать и проявлять. Ни один компьютер не может начать работать, изначально ничего не зная, а затем постепенно совершенствуясь в процессе общения и взаимодействия с человеком.

Мы постоянно пережевываем эту идею, когда обсуждаем искусственный разум, но никто еще ни разу не построил такой самообучающийся компьютер, потому что это попросту невозможно. Да это и не должно быть целью той области науки, которая прежде носила название «развитие искусственного интеллекта». Подлинная цель состоит в том, чтобы понять, каким образом человек делает разные замечательные вещи, и попытаться научить машину делать хотя бы крохи и кусочки этих вещей. Я полагаю, что шахматный компьютер – это неплохо, но он ничего не расскажет вам о том, как человек думает. И он никогда не захочет внезапно научиться играть в новую игру лишь потому, что шахматы ему надоели.

Нет никакой реальной необходимости создавать искусственного человека. У нас вполне достаточно настоящих людей.

Разум – это всего лишь мозг

Таня Ломброзо

Адъюнкт-профессор когнитивной психологии Калифорнийского университета в Беркли.

Сначала был дуализм. Декарт выделял две сущности – нефизический разум и материальное тело. Лейбниц говорил о сфере ментального и физического. Но дуализм столкнулся с вызовом – с объяснением того, как взаимодействуют тело и разум. Разум намеревается поднять палец, и – внимание – он поднимается! Тело натыкается на что-то острое, и разум регистрирует боль.

Теперь мы знаем, конечно, что разум и мозг тесно связаны. Травмы мозга могут влиять на восприятие, когнитивные способности и личность. Изменения в химических процессах мозга могут делать то же самое. Не существует «ментальной субстанции», которая появилась в филогенетическом направлении нашей эволюционной истории, как нет смысла и в онтогенезе, во время которого мы получаем нефизическое вливание материи разума. Мы далеко ушли от определения разума, которое дает в своем «Словаре сатаны» Амброз Бирс: «Загадочная форма материи, выделяемая мозгом».

Похоже, разум – это всего лишь мозг. Или, как сказал Марвин Мински: «Разум – это то, что делает мозг». И, если мы хотим понять разум, ответы мы должны искать в неврологии.

А вдруг нет?

Наш энтузиазм в поиске научно обоснованной альтернативы довел некоторых из нас до крайней степени редукционизма. Чтобы понять разум, знаний о мозге недостаточно. Но тогда чего нам не хватает? Многие альтернативы уравнению разум = мозг парадоксальны и противоречат здравому смыслу. Некоторые предполагают, что разум выходит за рамки мозга и включает все тело или даже часть окружающей среды. Другие – что разум не подчиняется законам физики.

Есть ли другие варианты? Они есть. Принимая во внимание, что разум и мозг – материи, так сказать, весьма головоломные, лучше рассмотреть вопрос на более конкретном (и приятном) примере – скажем, на выпечке булочек.

В вопросах выпечки я – антиредукционист. Я не верю ни в какую «кондитерскую субстанцию» – отдельную материальную сущность, не зависящую от муки, сахара и дрожжей. И я не думаю, что у булочек есть какие-то магические метафизические свойства (хотя в лучших из них определенно что-то такое присутствует). Положения булочного антиредукционима намного менее противоречивы, и они произрастают ровно из того, чего мы и ждем от нашей «теории выпечки». Мы хотим понять, почему некоторые булочки лучше других и что мы можем сделать, чтобы наши собственные булочки были еще вкуснее в будущем. Не стоит ли заменить ингредиенты? Или, может быть, нежнее замешивать тесто?

Ответ на эти вопросы могут дать химия и физика. Но теорию выпечки не стоит формулировать, прибегая к терминам «атом» и «молекула». Как хозяйка, я хочу понимать взаимосвязь между, например, техникой замешивания и получающейся текстурой, а не между кинетической энергией и гидратацией протеинов. Взаимоотношения переменных, которыми мы манипулируем, и результат, которого мы хотим достичь, лежат в области химии и физики. Но было бы ошибкой принять концепцию «булочного редукционизма» и заменить уроки выпечки теоретическим изучением химических и физических взаимодействий между компонентами пирога.

Конечно же, вы можете совершенно не интересоваться выпечкой и потому отвергнуть мои построения и склониться в пользу химии и физики. Но если вы заинтересованы в том, чтобы объяснить, прогнозировать и контролировать качество вашей выпечки, то вам так или иначе понадобится какая-то теория, на которую вы будете опираться.

А теперь подумайте о разуме. Большинство из нас интересуется теорией разума, потому что мы хотим объяснить, прогнозировать и контролировать поведение, ментальные состояния и получаемый опыт. Приняв, что ментальные процессы физически реализуются в мозге так же, как взаимодействуют ингредиенты теста, станет понятно, что понимание работы мозга чрезвычайно полезно. Но если мы хотим знать, к примеру, как воздействовать на разум с целью вызвать определенное поведение, будет ошибкой искать объяснения только на уровне мозга.

Эти соображения не станут новостью для философов, и тем не менее их стоит повторить. Отвергнуть понятие разума в попытке достичь научной легитимности – тренд, который мы наблюдаем в бихевиоризме и в некоторых популярных течениях неврологии, – дело ненужное и не отвечающее целям научной психологии. Понимать разум – не значит понимать мозг. К счастью, мы можем достичь этого понимания, оставаясь в рамках строгой науки. Или, возвращаясь к моей любимой теме, – испечь булочку и съесть ее.

Разум против материи

Фрэнк Вильчек

Профессор физики по программе имени Германа Фешбаха, Массачусетский технологический институт. Лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года. Автор книг Lightness of Being («Легкость бытия») и A Beautiful Question[68].

Различение между разумом и материей встроено в повседневный язык и мышление и еще больше укоренено в философии и теологии. Великий философ и теолог Джордж Беркли назвал материю «разумом Бога», сформулировав знаменитый каламбур:

Что есть разум? Это неважно.

Что есть материя? Это несущественно[69].

Науке долгое время было удобно принимать этот дуализм если не в качестве доктрины, то в качестве методологии. В современной физике материя подчиняется собственным математическим законам, вне зависимости от того, что кто-то об этом думает, – даже если это (или, может быть, в особенности если это) Бог. Но это разделение обречено, и его отставка изменит наш взгляд на всё – под «всем» я подразумеваю разум/материю. Разделяющие эти два понятия стены уже рушатся. Их необратимо подтачивают три открытия.


1. Мы узнали, что такое материя. И наша новая материя, понятие о которой было сформировано в ходе XX столетия открытиями в области теории относительности, квантовой механики, трансформационной симметрии, кажется гораздо более необычным и потенциально гораздо более богатым феноменом, чем могли бы мечтать наши предшественники. Она то и дело устраивает непостижимые танцы с замысловатыми коленцами, проявляя способности к самоорганизации и экспорту энтропии.

2. Мы узнали – и теоретически, благодаря Тьюрингу, и на практике благодаря развитию глобальной компьютеризации, – что многие достижения, которые ранее мыслились возможными только для разума, от игры в шахматы до планирования маршрута, дружбы и взаимных интересов, доступны и машинам (в строении которых нет никаких секретов) благодаря только вычислительным операциям.

3. Мы многое узнали о мозге как о материи особого свойства. Мы знаем, что многие аспекты восприятия начинаются на молекулярном уровне. Впереди еще большие открытия – пояснение процесса работы памяти, рождения эмоций и креативного мышления на таком же уровне. Но есть все основания полагать, что и эти явления прояснятся. По крайней мере, пока для этого нет никаких препятствий.

Вечные, неясные «проблемы» свободной воли и сознания с должным уважением будут отринуты, когда механистическое понимание работы мозга создаст более мощные и менее расплывчатые теории (как это уже случилось с вычислениями).

Наиболее интересен вопрос о последствиях этого. Вот подходящий ментальный эксперимент. Вообразите очеловеченный искусственный интеллект, который изучает схему собственного устройства. Что он сделает? Думаю, вероятнее всего, одной из первых его мыслей будет размышление о том, какие улучшения можно внести. Процессор может быть быстрее, память лучше – и прежде всего система поощрения более «поощряющей»!

Наш герой, конечно же, будет воодушевлен, как и я, предсказанием Уильяма Блейка: «Если бы двери восприятия были чисты, все предстало бы человеку таким, как оно есть – бесконечным».

В плохой научной фантастике андроиды иногда пугаются осознания того, что они – «лишь машины». Следуя совету дельфийского оракула о познании самого себя, мы делаем похожее открытие по поводу себя. Зрелой и мудрой реакцией на знание о том, что разум и материя едины, будет получение удовольствия от того, каким прекрасным инструментом разум/материя может быть и, собственно, является.

Интеллект как свойство

Александр Висснер-Гросс

Ученый, изобретатель, предприниматель; член Института прикладной вычислительной науки Гарвардского университета.

Задолго до эпохальной работы Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?» (1944) физики искали признаки, которые помогли бы точно отличить живую материю от неживой. Однако аналогичный поиск в области универсального определения физических свойств интеллекта по большей части не удостоился такого внимания.

На основании недавних открытий я сделал предположение, что недостаток прогресса в деле физического определения интеллекта обусловлен само́й научной концепцией интеллекта как статической характеристики, а не динамического процесса. И эту концепцию пора отбросить.

Результаты недавних исследований показали, что рудиментарный физический процесс, названный «казуальным энтропическим воздействием» (causal entropic forcing), может воспроизводить на уровне модели характерные когнитивные тактики адаптивного поведения, которые ранее наблюдались только при измерении интеллекта человека и некоторых животных. Эти данные предполагают, что набор ключевых характеристик, которые ассоциируются с человеческим интеллектом (в том числе прямохождение, применение инструментов и социальное взаимодействие), должны рассматриваться как побочные эффекты более глубокого динамического процесса, который нацелен на максимизацию будущей свободы действий. Можно сказать, что этот процесс максимизации свободы имеет смысл только в течение длительного периода времени и, следовательно, не является статическим свойством.

Пора перестать изучать интеллект как свойство.


Великая аналогия

Дэвид Гелернтер

Специалист в области вычислительных систем, Йельский университет; ведущий ученый компании Mirror Worlds Technologies. Автор книги America-Lite: How Imperial Academia Dismantled our Culture (and ushered in the Obamacrats) («Америка-лайт: как имперская наука разрушила нашу культуру (и возвестила обамакратию»).

Сегодня специалисты в области вычислительной техники и когнитивистики – те исследователи, которые воспринимают цифровые вычисления как модель человеческой мысли и разума, – почти единогласно верят в эту «великую аналогию» и преподают это студентам. Принимаете вы эту идею или нет – это веха в современной интеллектуальной истории. Она частично объясняет, почему бо́льшая часть современных специалистов по вычислительной технике и когнитивистов верят в то, что со временем вы сможете подарить своему ноутбуку настоящий (а не симулированный) разум, просто загрузив и запустив нужное программное обеспечение. И тогда, если вы скажете машине «представь себе розу», машина это и сделает – так же, как делаете это вы. Попросите машину «припомнить какой-нибудь неудобный момент», и она вспомнит что-то неловкое и смутится (как случается и с вами). С этой точки зрения до смущающихся компьютеров уже рукой подать.

Но на самом деле такое программное обеспечение не появится никогда, и аналогия эта является ложной. Она замедлила наш прогресс в понимании реального феномена разума. Мы только-только начали понимать разум изнутри. Но что же не так с этой заманчивой, дерзкой аналогией? Мой первый аргумент стар; другие три – новы.


1. Программное обеспечение соотносится с внешним миром принципиально другим способом в сравнении с человеческим разумом. ПО легко перемещается с одного цифрового устройства на другое, а разум каждого отдельного человека (во всяком случае, пока что) – это свойство его собственного уникального мозга. Отношения между ПО и миром в целом условны, их определяет программист. Отношения между разумом и миром – это выражение личности и природы человека, никто не может их переделать.

Бывают компьютеры без ПО, но не бывает мозга без разума. Софт работает «прозрачно». Я могу точно узнать, что происходит в программе в любой момент времени. Разум «непрозрачен» – я не могу узнать ваши мысли, если только вы их мне не изложите. Компьютер можно «почистить», а разум – нет. Мы можем настроить компьютер точно на то действие, которое нам нужно, а разум – нет. И так далее. Куда бы мы ни посмотрели, везде мы находим фундаментальные различия.


2. Великая аналогия предполагает, что разум – это машина, виртуальная машина. Но у разума есть две одинаково важные функции: делать и быть. Машины же могут только делать. Мы создаем машины, чтобы они делали что-то за нас. Разум устроен по-другому: ваш разум может быть в покое, не делать (не вычислять) ничего – но вы можете при этом чувствовать себя несчастным или одухотворенным, вы можете, по меньшей мере, осознавать себя, то есть быть в сознании.

Эмоции вообще не являются действием, это способы бытия. И эти эмоции играют важную роль в когнитивной работе мозга. Они позволяют вам, к примеру, почувствовать, как достичь поставленной когнитивной цели – «…и тотчас отошел к окну, чтобы успокоиться и сообразить, как ему лучше вести себя с нею» (Джейн Остен, «Доводы рассудка»[70]).

Мысли содержат информацию, но чувства (скажем, мечтательная задумчивость теплым летним утром) не содержат информации. Мечтательность – это просто состояние бытия.

Пока мы не поймем, как заставить компьютер чувствовать (то есть осознавать себя через чувства), мы не имеем права говорить о предполагаемой аналогии между разумом и мозгом, софтом и компьютером. Те, кто полагает, что чувствующие компьютеры – это невероятно, иногда слышат: «Вы утверждаете, что миллиарды малюсеньких, бессмысленных компьютерных команд, которые не способны чувствовать, никогда не создадут систему, которая может чувствовать. Ваши нейроны тоже малы, „бессмысленны“ и ничего не чувствуют – но 100 миллиардов из них и составляют ваш чувствующий мозг». Но это несерьезно: 100 миллиардов нейронов создают мозг, который служит инструментом для разума, но 100 миллиардов песчинок или использованных покрышек не создают никакой новой сущности. Вам нужно организовать определенным способом нужные частицы, чтобы породить чувства.

3. Взросление – естественный процесс для развития человеческого существа. Типы социального взаимодействия и структура тела меняются со временем, и эти изменения очень тесно связаны. К маленькому ребенку, уже умеющему ходить, относятся иначе, чем к новорожденному младенцу. Ни у одного робота не появится человеческого разума, если только он не сможет расти и меняться физически, взаимодействовать с обществом по мере роста. Но даже если мы сфокусируемся на статике, моментальном снимке разума, для человеческого разума нужно тело. Телесные ощущения создают состояния мозга, которые запускают физические изменения, а те, в свою очередь, меняют ментальное состояние. Петля обратной связи. Вам неудобно, вы покраснели; почувствовав это, вы смущаетесь еще больше. И краснеете еще больше.

Мы думаем не только нашим мозгом. Мы думаем мозгом и телом одновременно. Мы можем симулировать тело при помощи программного обеспечения, но симулированное тело не может взаимодействовать с человеком по-человечески. А для того, чтобы стать мыслящим человеком, нам нужно взаимодействовать с другими людьми.


4. По своей природе софт рекурсивен; рекурсивная структура лежит в основе идеи создания программного обеспечения. Разум не является таковым и не может быть рекурсивным. Рекурсивная структура включает в себя меньшие версии себя самой – электронная схема состоит из меньших электронных схем, алгебраическое выражение состоит из меньших выражений. ПО – это цифровой компьютер, созданный другим цифровым компьютером. (Вы можете найти множество определений термина «цифровой компьютер».) Под «созданный» подразумевается «сделанный, воплощенный с помощью чего-то». Создаваемое вами ПО способно ровно на те же вычисления, на которые способно «железо», на котором софт работает. Техническое обеспечение – это цифровой компьютер, созданный электроникой (или чем-то эквивалентным). Представьте, что вы разработали цифровой компьютер и воплотили его при помощи электроники. У вас есть обычный компьютер без программного обеспечения. Теперь вы создаете еще один цифровой компьютер – операционную систему (такую, например, как Unix). У нее есть конкретный интерфейс и, конечно же, такие же вычислительные возможности, как и у машины, на которой она работает. Вы устанавливаете Unix на ваше «железо». А теперь вам нужно устройство для электронной обработки текста (по сути, еще один более сложный компьютер), чтобы работать в Unix. И так далее до бесконечности. Одна и та же структура (цифровой компьютер) постоянно повторяется. По своей природе программное обеспечение рекурсивно. А разум – нет и не может быть таковым. Вы не можете воспользоваться другим разумом на базе вашего собственного, установить на него другой разум и еще один поверх него.


Благодаря одержимости вычислительной техникой в науке было достигнуто многое. Вычисления стали полезной линзой для фокусировки на научном и философском размышлении о разуме. Последнее поколение гораздо более четко увидело, к примеру, природу сознания. Но мы всегда плохо знали себя. И до сих пор не знаем. Наш разум – это комната с видом, и мы до сих пор гораздо лучше знаем вид (объективную реальность), чем саму комнату (субъективную реальность). Сегодня субъективизм снова выходит на первый план для тех, кто мыслит великой аналогией. Компьютеры хороши, но пришло время вернуться к разуму и прекратить притворяться, что у нас вместо мозга компьютер. В этом случае мы были бы бесчувственными, не сознающими себя зомби.

Бабушкины клетки

Теренс Сейновски

Нейрокибернетик, профессор Института биологических исследований Солка. Соавтор (с Патрисией Чёрчлэнд) книги The Computational Brain («Вычисляющий мозг»).

В 2004 году одному из пациентов Медицинского центра Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, страдавшему от приступов эпилепсии, в ходе исследований его мозга показали серию фотографий знаменитостей. Электроды, имплантированные в центры памяти мозга больного, зарегистрировали в качестве реакции вспышки активности нейронов. Один из нейронов отчетливо отреагировал на изображение Дженнифер Энистон, но оставался безразличен к фото других знаменитостей. У другого пациента подобная реакция возникала при демонстрации ему фото Холли Берри и даже при произнесении имени актрисы, однако Билл Клинтон, Джулия Робертс и другие известные люди не вызывали никакой реакции нейронов.

Такие клетки были выявлены еще 50 лет назад, когда впервые стало возможно параллельно записывать деятельность отдельных нейронов в головном мозге у кошек и обезьян. Считалось, что чем выше находится данный нейрон в иерархии визуальных участков коры головного мозга, тем более специфична его реакция – иногда она настолько специфична, что нейрон реагирует только на фотографии конкретного человека. Это наблюдение привело к возникновению так называемой «гипотезы бабушкиной клетки» (grandmother-cell hypo-thesis), предполагающей, что у нас в мозге имеется определенный нейрон, отвечающий за «узнавание» вашей бабушки. Группа ученых в университете Лос-Анджелеса, предположительно, тоже обнаружила подобные клетки. Также были найдены нейроны, «узнающие» определенные объекты и здания – такие, например, как Сиднейский оперный театр.

Несмотря на эти поразительные данные, гипотеза о бабушкиной клетке вряд ли верна и даже едва ли применима для объяснения наблюдаемых явлений. Сейчас мы одновременно собираем данные с сотен мозговых клеток мышей, обезьян и человека, что приводит нас к иному пониманию процессов восприятия и принятия решений в коре головного мозга. Тем не менее у этой гипотезы все еще есть свои сторонники, а представление о «единственных» нейронах по-прежнему доминирует в области электрофизиологии головного мозга. Изгнание пресловутой «бабушкиной клетки» из научного обихода позволит нам быстрее добиться прогресса в этой области.

Согласно гипотезе, «бабушкина клетка» активизируется исключительно при восприятии конкретного человека (вашей бабушки) и не реагирует ни на какой стимул. Однако в вышеописанном эксперименте были задействованы лишь несколько сотен фотографий – а множество других фото знаменитостей не были показаны, – поэтому мы не знаем точно, насколько избирателен, например, «нейрон Дженнифер Энистон». Кроме того, вероятность того, что электрод зарегистрировал данные единственного нейрона в мозге, ассоциированного с Дженнифер Энистон, очень мала; более вероятно, что таких нейронов несколько тысяч. То же самое можно сказать и про «нейрон Холли Берри», а также нейроны всех известных вам людей и распознаваемых объектов. В головном мозге множество нейронов, но все же их недостаточно, чтобы распознать вид каждого известного вам объекта или его имя. Еще одна – и более серьезная – причина скепсиса по отношению к гипотезе бабушкиного нейрона заключается в том, что функционирование сенсорного нейрона лишь частично определяется его ответом на сенсорные входы (sensory inputs). В равной степени важны сенсорный выход (output) нейрона и дальнейшее его влияние на поведение.

У обезьян – в тех случаях, когда удалось записать сигналы от многих нейронов одновременно, – стимулы и зависящие от задачи сигналы распределены по большой популяции нейронов, каждый из которых настроен на определенную комбинацию стимулов и деталей поставленной задачи. Свойства таких распределенных репрезентаций были впервые изучены на материале искусственных нейронных сетей в 1980-х годах.

В таких сетях популяции нейронов первого уровня – так называемые «скрытые единицы» (hidden units) – были обучены выполнять отображение между определенным набором стимулов на входе (input units) и набором ответов – сигналов на выходе (output units). «Скрытые единицы» разработали чрезвычайно детализированные схемы ответов на любой стимул, подобно тому как это наблюдается у популяций нейронов головного мозга. Например, на входе нейрон мог получить изображение лица со многих точек зрения, а на выходах репрезентировались имена соответствующих людей.

После обучения на многочисленных примерах каждая из скрытых единиц закодировала всевозможные комбинации признаков входных блоков, как, например, фрагменты глаз, носов, формы головы. Такое распределенное представление может быть использовано для распознавания разных версий одного и того же объекта, и один и тот же набор нейронов может распознавать множество различных объектов путем дифференциального взвешивания информации на выходе. Кроме того, сеть может делать обобщения, правильно классифицируя новые входные данные, не входившие в обучающий набор. Гораздо более мощные версии этих ранних нейросетевых моделей, с более чем 12 уровнями скрытых единиц в иерархии, подобно иерархии зрительной коры нашего мозга, и с использованием глубокого обучения для регулировки миллиардов вариантов синаптического веса, теперь способны распознавать в изображениях десятки тысяч объектов.

Это настоящий прорыв в области искусственного интеллекта – ведь производительность растет по мере расширения сети и роста количества примеров. Технологические компании по всему миру соревнуются в разработке специализированного компьютерного «железа», которое позволит еще более расширить масштабы этих структур.

Нам предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем существующие искусственные системы приблизятся к способностям человеческого мозга, располагающего миллиардами синапсов на кубический миллиметр коры.

Сколько нейронов входит в популяцию, способную уловить различия между множеством похожих объектов – таких, например, как лица? Исследования процессов визуализации в мозге показывают, что на человеческое лицо реагируют много различных областей мозга, и некоторые из них работают с высокой степенью селективности. Нам нужно будет отобрать много нейронов из этих областей. Ответ на вопрос, заданный в начале абзаца, возможно, удивит нас, потому что есть и веские теоретические аргументы в пользу того, что в репрезентации объекта участвует минимальное число нейронов. Во-первых, экономное кодирование более энергоэффективно. Во-вторых, когда тесная популяция нейронов обучается распознавать новый объект, может возникнуть интерференция с другими объектами, уже репрезентированными в популяции. Поэтому эффективной и при этом экономной репрезентация может быть только в редкой популяции.

Через 10 лет будет зафиксировано и задействовано в исследованиях в 1000 раз больше нейронов, чем сейчас. Для их анализа разрабатываются новые методы, которые позволят нам понять, каким образом активность нейронных популяций может влиять на возникновение мыслей, эмоций, планов и решений. В скором времени мы, возможно, будем знать ответ на вопрос о том, сколько именно нейронов представляют тот или иной объект или то или иное понятие в нашем мозгу, – но поможет ли это нам окончательно распрощаться с гипотезой бабушкиной клетки?

Модули мозга

Патрисия Чёрчлэнд

Философ, нейробиолог, Университет штата Калифорния в Сан-Диего. Автор книги Touching a Nerve («Касаясь нерва»).

В контексте нейробиологии понятие «модуль» (в значении самостоятельная единица для выполнения некоторой функции при наличии необходимых фоновых условий) неизменно вносит больше путаницы, чем ясности. Проблема заключается в том, что любая нейронная активность любого заметного уровня сложности опирается на распределенные в пространстве системы связей, и не случайно, а систематически; и эти связи существуют не только в коре, но и между корой и подкорковыми структурами. Это справедливо, например, для восприятия движения, распознавания образов, моторной функции, обучения с подкреплением (reinforcement learning), не говоря уже о таких психических действиях, как решение «собраться с духом» перед лицом угрозы или выбор решения «убежать или спрятаться». Сюда же относятся процессы самоконтроля и морального суждения. Вероятнее всего, это можно сказать о любом сознательном опыте.

Сигнал на выходе (output) нейронной сети может изменяться по мере того, как изменяется активность отдельных нейронов. Но здесь нам пока не вполне понятно, каким именно образом нервная система решает проблему координации, то есть каким образом мозг организует правильный паттерн нейронной активации в масштабе всей сети, чтобы добиться нужного результата.

Это не единственная проблема с понятием «модуль». Традиционно предполагалось, что модули инкапсулированы, то есть изолированы один от другого. Но даже инкапсуляция такой сравнительно простой сенсорной области, как первичная зрительная кора (V1), может быть поставлена под сомнение. Только один пример: визуальные нейроны в V1 у животного активируются вдвое чаще, когда животное бежит, вне зависимости от данных на входе (input) и фоновых условий.

Путаница, которую вносит понятие «модуль», усугубляется еще и тем, что специализация определенной области (например, той же первичной зрительной коры), по-видимому, нетривиально зависит от статистики данных на входе. Зрительная кора является зрительной во многом потому, что она связана с сетчаткой, а не, например, с ушной улиткой. Заметим, что у незрячих зрительная кора задействуется в распознавании шрифта Брайля – решении весьма детализированной пространственной и соматосенсорной задачи. А если специализация области зависит от статистики данных на входе, то можно ожидать, что мозг ребенка будет гораздо пластичнее и менее зонально специализирован, чем мозг взрослого человека. Дорис Траунер и Элизабет Бейтс обнаружили, что младенцы, у которых удалено левое полушарие мозга, способны нормально обучаться языку, в то время как аналогичная операция у взрослого человека приводит к серьезным проблемам с речью.

Понятие «модуль», с моей точки зрения, сродни выражению «нервный срыв», которое мы использовали, когда не имели ни малейшего понятия о том, что происходит под черепной крышкой. Но в наши дни его объяснительная сила весьма сомнительна.

Предвзятость – это обязательно плохо

Том Гриффитс

Доцент кафедры психологии; директор Лаборатории вычислительной когнитивистики и Института когнитивных наук и наук о мозге, Университет штата Калифорния в Беркли.

Любая предвзятость представляется нам чем-то плохим. Интуитивно мы ставим знак равенства между рациональностью и объективностью. Казалось бы, рациональный субъект, столкнувшись с трудным вопросом, не должен быть изначально предрасположен к выбору какого-то одного ответа в ущерб другим. Если о новом компьютерном алгоритме, предназначенном для распознавания объектов в изображениях или понимания естественного языка, говорят как о предвзятом, – значит, это плохой алгоритм. И когда психологические эксперименты снова и снова демонстрируют, что люди систематически предвзяты в своих суждениях и решениях, мы начинаем сомневаться в человеческой рациональности.

Но предвзятость – это не всегда плохо. Даже наоборот, на некоторые вопросы лучшие ответы находятся за счет предвзятости.

Многие из самых сложных задач, которые приходится решать человеку, – это так называемые индуктивные задачи, то есть такие, где правильное решение не может быть окончательно найдено исходя из имеющихся данных. Два классических примера таких задач – это как раз распознавание объектов в изображениях и интерпретация естественного языка. Изображение – это всего лишь двухмерный массив пикселей, набор чисел с указанием того, светлый ли это участок или темный, зеленый или синий. Объект же является трехмерным; в одном и том же наборе пикселей содержится множество разных комбинаций трехмерных форм. Когда мы смотрим на определенный набор чисел, сам по себе он ничего не говорит нам о том, какую из этих трехмерных форм он представляет: мы должны взвесить все имеющиеся данные и догадаться самостоятельно. Подобным же образом извлечение слов из «сырого» потока человеческой речи требует от нас обоснованного «угадывания» смысла конкретного произнесенного предложения.

Единственный способ успешного решения индуктивных задач – это некоторая изначальная предвзятость. Поскольку имеющихся данных недостаточно для принятия решения, нам приходится привлекать уже имеющиеся у нас знания и предвзятые суждения, которые существуют независимо от этих данных. И наше умение решать подобные задачи – то есть способность делать правильные догадки – зависит от того, насколько адекватно эта предвзятость помогает нам оценить вероятность правильности того или иного ответа.

Человек в принципе отлично умеет решать индуктивные задачи. Распознавание объектов и понимание естественного языка – именно те два вида задач, которые человек до сих пор решает лучше, чем компьютер. А объяснение этого как раз и состоит в том, что человеческий разум склонен к предвзятому суждению, и эта предвзятость тонко настроена именно на решение подобных задач.

Предвзятость зрительной системы человека проявляется во многих оптических иллюзиях – изображениях, которые демонстрируют удивительные несовпадения между нашими догадками и реальностью. Тот факт, что такие иллюзии редко встречаются нам в повседневной жизни, – свидетельство полезности нашей предвзятости. Изучая оптические иллюзии, на которые откликается наше зрительное восприятие, мы можем идентифицировать предвзятости этого восприятия, а затем встроить их в компьютерные алгоритмы.

Предвзятость в интерпретации мы демонстрируем, когда играем в испорченный телефон или пытаемся понять слова какой-нибудь песни на слух. Эту предвзятость можно обнаружить и в программах по распознаванию речи. Однажды я, уходя из своего кабинета на совещание, запер за собой дверь, а по возвращении обнаружил, что кто-то взломал мой компьютер и оставил на экране поэтическое послание в стихах. Кто это был, и что он хотел мне сказать? Спустя пару минут, полных замешательства и самых неприятных предположений, я обнаружил, что забыл выключить программу распознавания речи, и таинственное послание – ее интерпретация шелеста листьев за приоткрытым окном! Тот факт, что из этого шелеста получился сравнительно вразумительный английский текст, демонстрирует способность программы к предвзятому суждению, что и позволяет ей «услышать» в шорохе листвы звуки человеческой речи.

Нашими способностями в решении зрительных и языковых задач мы во многом обязаны изначальным «склонностям» нашего сознания в пользу рациональных, конкретных ответов. Таким образом, и компьютерные алгоритмы, призванные решать подобные задачи, должны быть «искажены» подобным образом. Поэтому нас не должна удивлять и систематическая предвзятость человека и в других областях. Эта особенность совершенно не обязательно означает какое-то отклонение от рациональности; она просто показывает сложность задач, которые приходится решать людям. И чтобы научить компьютеры лучше решать эти задачи, нам надо сперва понять, как именно работают наши предвзятые суждения.

Утверждая, что предвзятость не всегда вредна, я вовсе не собираюсь заявлять, что она всегда полезна. Объективность – это идеал, когда мы выносим моральные суждения, например, оцениваем действия других людей. Чем больше информации и времени будет у нас в распоряжении, тем больше мы сможем приблизиться к идеалу. Но подобная объективность – слишком большая роскошь в условиях дефицита информации и времени. Так что при решении индуктивных задач предвзятость – это самый рациональный подход.


Картезианская гидравлическая модель

Роберт Курцбан

Профессор психологии, Университет штата Пенсильвания, директор Лаборатории экспериментальной эволюционной психологии Пенна (PLEEP). Автор книги Why Everyone (Else) Is a Hypocrite («Почему все (остальные) – лицемеры»).

В XVII веке Рене Декарт предположил, что принцип работы нервной системы отчасти подобен статуям в королевских садах Сен-Жермен, приводимым в движение водой проходящих через них труб. Иллюстрацией этой концепции служит хорошо известная гравюра, которая часто используется во вводных учебниках по психологии: мальчик протягивает ногу в огонь, а трубка, ведущая через все его тело от ноги к мозгу, демонстрирует идею Декарта о гидравлических рефлексах.

Спустя три столетия, в середине 1900-х годов, остатки гидравлической концепции поведения, которая в настоящее время окончательно забыта, все еще проявлялись в литературе. В научной литературе, например, эта идея присутствовала в работах Фрейда (катарсис как способ освобождения от всего этого давления). В повседневном языке связанные с жидкостью метафоры как ранее, так и сейчас используются для выражения психических состояний – кипятиться, выпустить пар (когда я наконец закончу это эссе, то буду чувствовать себя как выжатый лимон).

Без сомнения, вопрос об устройстве нашего ума остается открытым для дебатов. Я уверен, что даже в ответах на вопрос Edge.org этого года будет живо обсуждаться вопрос о том, насколько идея о мозге как о «вычислительной машине» полезна для развития психологического знания. Тем не менее если последняя теория еще требует дальнейшей разработки, то гидравлическая модель Декарта уже мертва и похоронена.

Впрочем… мертва-то она мертва, но вот похоронена ли?

Гидравлика, как оказалось, действительно дает правильное объяснение довольно важной биологической функции (мужской) – но только не той, о которой думал Декарт. Метафоры, указывающие на представление ума в виде конструкции из наполненных жидкостью труб с соединениями, клапанами и резервуарами, указывают на возможность того, что Декарт обратился к этой аналогии не только потому, что гидравлика была передовой технологией того времени, но и потому, что в ней есть что-то интуитивно убедительное.

И действительно, идея Декарта нашла воплощение как минимум в одном научном сочинении (хотя я думаю, что далеко не в одном). Где-то около десяти лет назад некоторые ученые начали вдруг продвигать идею «резервуара» силы воли. Согласно этой идее, человек с пустым резервуаром воли не может контролировать себя – то есть не может устоять перед сладостями, отвлекается и т. д., – и по мере высыхания этого резервуара нам становится все труднее и труднее проявлять самообладание.

Учитывая категорическую ошибочность декартовой идеи о принципах работы ума, становится ясно, что такого рода подход просто не может быть верным. Результаты проведенных экспериментов опровергли предсказания данной теории, но даже это не является аргументом в пользу того, почему от этой идеи следует отказаться. Или, по крайней мере, не главным аргументом. Эту идею нужно отбросить по той же причине, что и декартову гидравлическую модель, – несмотря на то, что, возможно, наш разум и не работает как компьютер (и, безусловно, отличается от любого компьютера по множеству показателей), нам известно, что у вычислительной науки гораздо больше шансов объяснить человеческое поведение, чем у гидравлики.

С теорией Макса Планка о сути развития научного знания многие не согласятся. Но я бы сказал, что из-за определенных ограничений современная психология оправдает опасения Планка с большей вероятностью, чем другие науки.

Во-первых, психологические теории часто развиваются под влиянием интуиции, по сути дела, находясь у нее в плену. Мне нравится, как это объяснил Дэниел Деннетт в книге Consciousness Explained («Разъяснение сознания», 1991), обсуждая (тоже в корне неверную) идею картезианского театра – предположения дуалистов о том, что в мозге существует некий особый центр, эпицентр идентичности, Единственное и Подлинное «Я», волшебник за кулисами. Деннетт назвал эту концепцию «самой живучей из вредных идей, искажающих наши попытки понять сознание». Наша интуиция подсказывает нам, что это самое «Я» где-то там присутствует, и это ощущение вновь и вновь заставляет нас воскрешать к жизни идею «специального центра».

Во-вторых, психологи чрезмерно вежливы по отношению к идеям своих коллег (из своего опыта могу сказать, что экономисты такой вежливостью не отличаются). В 2013 году один известный психологический журнал опубликовал статью, в которой рассказывалось о попытках подтвердить результаты некоего ранее опубликованного исследования. Заголовок статьи был устроен таким образом: сначала название спорного явления, затем двоеточие и после него вопрос: «Реальный или неуловимый феномен?». Выбор слова «неуловимый» (вместо «несуществующий») намекает, что назвать выводы чьей-то работы ошибочными – это грубость, их всего лишь трудно повторить. Поэтому мы не будем говорить вслух, что предыдущее исследование, без сомнения, подтвердило, что спорный феномен в реальности не существует.

Конечно, интуитивное восприятие мешает появлению новых теорий и в других дисциплинах. Без сомнения, наглядность движения по небосводу Солнца, ежедневно огибающего Землю, долго препятствовала разработке гелиоцентрической модели. Всем известно, что разум – это не гидравлический экскаватор, но интуитивно кажется, что в сознании тоже используется резервуар с какой-то жидкостью, точно так же, как мы ощущаем движение Солнца вокруг нас, а собственного движения не ощущаем. Тем не менее пришло время отправить картезианскую гидравлическую модель на покой вслед за картезианским дуализмом.

Компьютерная метафора

Родни БРУКС

Почетный профессор робототехники стипендии Panasonic, Массачусетский технологический институт; основатель, председатель и технический директор Rethink Robotics. Автор книги Flesh and Machines («Плоть и машины»).

На протяжении всей своей истории мы использовали технические метафоры для описания работы тела и мозга человека. Гидротехника древних греков привела к теории о четырех жидкостях-гуморах в человеческом теле, которые должны находиться в равновесии. К XVIII веку часовые механизмы и законы течения жидкостей использовались в качестве метафор при описании мозговой деятельности. В первой половине XX столетия мозг часто сравнивали с телефонным коммутатором: формулы, разработанные для распространения сигнала в телеграфных и телефонных проводах, использовались для моделирования потенциального действия аксонов. К 1960-м годам кибернетики использовали модели отрицательной обратной связи, в свое время разработанные для парового двигателя, а затем значительно усовершенствованные во время Второй мировой, когда они применялись для управления артиллерийским огнем. Но их пара, если можно так выразиться, надолго не хватило – вскоре эти модели были вытеснены представлениями о мозге как о цифровом компьютере. Мозг стали сравнивать с компьютерным «железом», а разум – с программным обеспечением, что не помогло нам лучше понять ни первое, ни второе. На протяжении оставшихся десятилетий XX века мозг превратился в мощнейший массово-параллельный суперкомпьютер, и сейчас то и дело попадаются аналогии между мозгом и интернетом, причем отдельные сайты по своим функциям схожи с нейронами, а гиперссылки, устанавливающие между ними связи, – с синапсами.

Это говорит о том, что на каждом витке развития технологий будут появляться новые метафоры – мозг будет соотноситься с самой сложной технологией, доступной в тот или иной момент. Но влияет ли злободневная метафора на актуальную науку? Я утверждаю, что да и что аналогия с вычислительной техникой ставит ученых перед вопросами, которые в один прекрасный день покажутся как минимум странными.

Сила вычислений и вычислительного мышления велика, и их возможный вклад в науку еще только предстоит по-настоящему оценить. Но путать вычислительные приближения с вычислительными теориями природных явлений – занятие не всегда полезное.

Возьмем, к примеру, классическую модель: планета вращается вокруг звезды. Это гравитационная модель, и поведение двух тел может быть объяснено решением простого дифференциального уравнения, описывающего силы, ускорения и отношения между ними. Такое уравнение можно расширить, чтобы учесть относительность и вариант с несколькими планетами, и это могло бы дать возможность описать происходящее в системе с точки зрения физика.

К сожалению, к этому моменту уравнение становится нерешаемым, и лучшее, что мы можем сделать, чтобы понять поведение системы – это прибегнуть к помощи вычислений, позволяющих разбить время на отрезки, и использовать числовое приближение для моделирования долгосрочного поведения системы. Тем не менее лишь самый упертый приверженец компьютерной модели (а таковые и в самом деле существуют) будет настаивать, что планеты сами «вычисляют», что им делать в каждый момент времени, – мы-то знаем, что гораздо более продуктивна точка зрения, согласно которой планеты перемещаются под действием силы тяжести.

Но когда дело доходит до объяснений деятельности мозга и более простых нейронных систем, тут полностью правят бал компьютерные метафоры. Мы постоянно слышим разговоры о «нейронном кодировании». Так что же такое закодировано в пакетах импульсов, пробегающих по аксону?

Древние нейроны эволюционировали для лучшей синхронизации мышечной активности. Например, медузы плавают намного лучше, если все их плавательные мышцы активированы одновременно, – это позволяет им точнее держать направление, а не болтаться в воде. Для других видов эволюция предусмотрела самые разнообразные решения: от быстрого распространения импульса до плавного, тщательно настроенного затухания сигнала запускающего аксона и замедления в мышечных волокнах в зависимости от силы импульса. Кроме того, у многих видов медуз есть сразу несколько нейронных систем, основанных на разных химических схемах распространения сигнала в зависимости от типа поведения или даже от режима плавания. Так же, как описание поведения планеты в терминах вычислительных систем не помогает понять поведение небесных тел, так и представление нейронов в этих простых системах в качестве машин, отправляющих «сообщения» друг другу, – не лучший способ описания поведения этих систем в их естественной среде.

Вычислительная модель нейронной сети, существующая на протяжении последних 60 лет, исключала из рассмотрения роль глиальных клеток в мозговой деятельности; диффузию мелких молекул, влияющую на соседние нейроны; гормональные факторы взаимовлияния различных частей нервной системы; непрерывный процесс образования новых нейронов; и бесчисленное множество других вещей, о которых мы еще не знаем. Так как все эти явления не вписываются в рамки вычислительной метафоры, то для нас они как бы и вовсе не существуют.

Ранее неизвестные механизмы, которые мы сейчас обнаруживаем за пределами вычислительной модели, накладываются на эту последнюю, создавая чрезвычайно громоздкую конструкцию. Хуже того – исследователи, увлеченно соревнующиеся друг с другом в поиске новых, достойных публикации открытий, не замечают этой громоздкости.

Подозреваю, что мы будем по-настоящему готовы к новым открытиям только тогда, когда вычислительную метафору сменят другие, лучше помогающие понять роль мозга как части системы нашего поведения в мире. Я не имею ни малейшего понятия, что за метафоры это будут, но история науки показывает, что они в конце концов придут на смену старым.

Левополушарность / правополушарность

Сара-Джейн Блэкмор

Научный сотрудник Университета Лондонского Королевского общества, профессор когнитивной неврологии Университетского колледжа Лондона. Соавтор (с Ютой Фрит) книги The Learning Brain («Обучающийся мозг»).

Большинству людей знакома идея о левом и правом полушариях мозга. Кому-то приходилось слышать, что он слишком «левополушарный», и ему очень захотелось стать «более правополушарным», а кому-то наоборот… Эта идея укоренилась в повседневной речи, в образовании, в пособиях по саморазвитию и даже легла в основу научных теорий – например, теории о мозговых гендерных различиях. Тем не менее с точки зрения физиологии эта идея не имеет ни малейшего смысла.

Псевдонаучная болтовня о принципах взаимодействия двух полушарий человеческого мозга затопила массовую культуру, но результаты подлинно научных исследований трактуются слишком вольно. Представление о том, что полушария мозга работают в различных «режимах мышления», что одно полушарие доминирует над другим, получили широчайшее распространение – особенно в школьном образовании и в сфере подбора кадров. Есть множество сайтов, предлагающих узнать, какое из полушарий у вас главное и как это можно изменить.

Это настоящая лженаука, не основанная на каких-либо знаниях о работе мозга. Мозг действительно состоит из двух полушарий, и, хотя в начале какого-либо действия, разговора или процесса восприятия одно полушарие часто активируется раньше другого, обе половинки мозга участвуют совместно почти во всех психических процессах и в решении почти любых задач. Полушария находятся в постоянной связи друг с другом, и работа одного полушария в отрыве от другого практически невозможна, за исключением редких клинических случаев.

Другими словами, вы не «левополушарный» и не «правополушарный»: вы используете обе половины вашего мозга.

Кое-кто предполагает, что современное образование предпочитает «левополушарную» модель мышления – с упором на логику, аналитику и точность – и недостаточно значения придает развитию правополушарного мышления, которое имеет более творческий, интуитивный, эмоциональный и субъективный характер. Конечно, образование должно предлагать широкий спектр заданий, развиваемых навыков, используемых методов обучения и образов мышления. Тем не менее разделение мозга на левое и правое полушария – это всего лишь метафора. Пациенты с травмой правого полушария вовсе не лишены творческого начала. Поражение левого полушария может привести к проблемам с речью (за которую отвечает левое полушарие у 90 % людей), но при этом аналитические способности не ухудшаются.

Разделение учеников и студентов на «левополушарных» и «правополушарных» – идея весьма сомнительная. Подобная классификация не только не имеет научных оснований, но может стать препятствием для обучения – в частности, потому что эти категории представляются как врожденные и в значительной степени неизменные. Да, когнитивные способности индивидуальны, но идею «левополушарности» и «правополушарности» настало время вывести из обращения.

Левое и правое полушария

Стивен M. Косслин

Психолог; декан-сооснователь Стартап-университета Minerva Project, Институт последипломного образования Кека; соавтор (с Уэйном Миллером) книги Top Brain, Bottom Brain[71].

Бывает так, что серьезная наука скатывается в псевдонауку, однако при этом сохраняет некое внешнее подобие наукообразного знания. Пожалуй, лучшим примером этому может служить популярная история о «левом и правом полушариях мозга», пытающаяся описать их специализацию.

Согласно этой «теории», левое полушарие отвечает за логику, аналитику и лингвистические способности, а правое – за интуицию, творчество и восприятие. Более того, считается, что каждый из нас вполне осмысленно полагается на определенную половину мозга, то есть мы, по сути, «думаем» левым или правым полушарием. Такое разделение неверно, и нам давно пора от него отказаться.

С самого начала стоит сказать о двух существенных ошибках. Прежде всего, идея о том, что каждый из нас склонен больше использовать то или иное полушарие, не находит эмпирического подтверждения. Напротив, ряд свидетельств показывает, что каждый из нас использует весь мозг целиком, а вовсе не «предпочитает» ту или иную его часть. Мозг представляет собой единую интерактивную систему, части которой работают совместно над выполнением поставленной задачи.

Кроме того, эта теория неправильно описывает сферу деятельности каждого из двух полушарий. На самом деле оба они участвуют в самых различных процессах, связанных с обработкой информации. К примеру, левое полушарие чаще обрабатывает детали объектов, которые мы видим, а правое – их общую форму. Левое полушарие чаще занимается синтаксисом (буквальным смыслом); правое занимается прагматикой (косвенным или предполагаемым смыслом). И так далее.

Наши два полушария – не то же самое, что легкие: одно из них не может заменить другое во всех его функциях. Однако никакие документированные различия между полушариями и близко не похожи на это ошибочное представление о них. Пришло время отправить в отставку недостоверные рассказы о роли левого и правого полушария.

Закон Мура

Андриан Крайе

Редактор раздела Feuilleton (искусство и эссе) газеты Süddeutsche Zeitung, Мюнхен.

Опубликованная в 1965 году статья Гордона Мура с предположением о том, что количество транзисторов на печатных платах будет удваиваться каждые два года, стала чуть ли не самым популярным «научным» знанием цифровой эпохи.

Несмотря на то, что это было предположение в чистом виде, оно почему-то превратилось в своего рода прикладную модель, описывающую сложные процессы простой формулой. Имеется немало серьезных технологических причин отказаться от закона Мура – к примеру, почти все согласны с тем, что закон прекратит свое действие, когда размер транзистора окажется меньше 5 нанометров (это будет означать достижение пика с последующим резким падением в течение 10–20 лет). Кроме того, не исключено, что благодаря квантовым компьютерам компьютерная индустрия окажется в совершенно иной реальности. Возможно, такие машины появятся уже через 3–5 лет. Однако нам следует отказаться от закона Мура еще до того, как он достигнет собственных технологических пределов, поскольку этот «закон» заставляет нас неправильно воспринимать суть прогресса. И отношение к нему как к истине в последней инстанции способно лишь усиливать ошибки в наших рассуждениях.

Прежде всего закон Мура заставляет нас считать развитие цифровой эпохи линейным. Присущая ему простая кривая развития напоминает цифровой эквивалент древней загадки про зерна на шахматной доске (с той лишь разницей, что у новой шахматной доски нет границ). Изобретатель шахмат попросил в награду у царя горсть пшеничных зерен, причем их количество должно было удваиваться от клетки к клетке. Следуя той же логике, мы начинаем считать, что цифровые технологии будут развиваться по экспоненте. Эта модель игнорирует саму природу цифрового прогресса, включающего в себя не только технологические и экономические достижения, но и научные, социальные и политические изменения – изменения, которым зачастую сложно бывает дать количественную оценку.

Тем не менее модель восприятия, которую демонстрирует закон Мура, уже проложила свой путь в нарратив биотехнологической истории, в которой происходят все более сложные изменения. За доказательство прогресса здесь упрощенно принимается резкое снижение стоимости секвенирования генома человека. В 2000 году оно стоило $ 3 млрд, а в августе 2013 года была отменена премия Genomics X Prize, вручавшаяся за решение задачи по секвенированию стоимостью менее $ 1000 – благодаря инновациям эта задача оказалась слишком легко решаемой.

И для цифровой, и для биотехнологической истории линейный нарратив оказался недостаточным. Создание печатной платы можно считать технологической искрой, благодаря которой вспыхнул процесс развития, – так же как изобретение колеса положило начало развитию городов и городского общества. Обе технологии со временем совершенствовались, однако сам по себе технологический прогресс не идет ни в какое сравнение с тем влиянием, которое он оказал на все остальные стороны жизни.

Примерно 25 лет назад ученые из Медиалаборатории МТИ рассказали мне о хрестоматийном примере изменений в компьютерных технологиях. По их словам, в будущем количество соединенных между собой компьютеров станет намного важнее, чем количество транзисторов на одной печатной плате. Для меня – автора, интересующегося новинками компьютерной технологии, но все же не находящегося на переднем крае их развития, – эта новость была просто ошеломляющей. Несколько лет спустя первая демонстрация браузера Mosaic оказала на меня такое же формирующее влияние, как на моих родителей в свое время – первая запись «Битлз» или репортаж о первой высадке человека на Луну.

С тех пор произошло так много многослойных, взаимосвязанных и стремительных изменений, что мы перестали успевать за ними. Научные, социальные и политические изменения возникают случайным образом. Результаты оказываются неоднозначными и тоже непредсказуемыми. Замедление темпов развития музыкальной индустрии и музыкальных медиа происходит совсем не такими темпами, как в издательской деятельности или в кинематографе. Неудачная «твиттер-революция» в Иране имела множество общих черт с «Арабской весной», однако даже в странах Магриба результаты революций оказались совершенно разными. Социальные сети повлияли на разные общества противоположным образом: если в западном обществе популярность социальных сетей привела к культурной изоляции индивидуума, то в Китае она позволила создать форму коллективной коммуникации, которая противостоит стратегии партийного аппарата, направленной на разъединение граждан страны.

Большинство этих явлений были лишь замечены, но не объяснены. Чаще всего линейное повествование конструируется лишь ретроспективно. Невозможность монетизировать многие из величайших цифровых инноваций, типа вирусных видео или социальных сетей, – лишь одно из множества доказательств того, насколько сложно уловить все тонкости и детали цифровой истории. Поэтому и закон Мура со всеми неизменно популярными попытками приложить его к самым разным областям прогресса создает иллюзию предсказуемости в самом непредсказуемом из процессов – в ходе истории.

Подобные ошибочные умозаключения будут лишь множиться, если мы позволим закону Мура дойти до своего естественного конца. Теории пика легли в основу культурного пессимизма. Если закону Мура будет позволено остаться конечным принципом, то весь цифровой прогресс будет восприниматься нами как линейный процесс, движущийся к своему пику и далее к своему концу. Однако это не имеет ничего общего с реальным положением дел. Цифровая реальность – это не конечный ресурс, а бесконечная область математических возможностей, простирающаяся в аналоговый мир науки, общества, экономики и политики. Поскольку этот прогресс перестал зависеть от количественных измерений и линейных нарративов, он не может ни остановиться, ни хотя бы замедлиться, даже если одна из его ветвей и достигает своего предела.

В 1972 году задача о зернах на шахматной доске стала мифологической основой мальтузианского доклада Римскому клубу под названием «Пределы роста» (Limits to Growth). Тот факт, что закон Мура предполагает достижение пика, может создать иллюзию того, что цифровой мир – это мир ограничений и конечных ресурсов. Этот апокалиптический сценарий может стать столь же популярным, как и порождаемая этим законом иллюзия предсказуемого прогресса. В конце концов, никто еще не видел безумных проповедников с плакатами «Конец света еще не близко!».


Непрерывность времени

Эрнст Пёппель

Психолог, нейробиолог; один из основателей Центра наук о человеке Мюнхенского университета; автор книги Mindworks: Time and Conscious Experience («Работа разума: время и осмысленный опыт»).

Книга «Математические начала натуральной философии», написанная Исааком Ньютоном, – одна из основ современной науки, причем это справедливо не только для физики, но и для философии и основ рассуждения. В разделе Scholium («Поучение») Ньютон приводит следующее определение:

Абсолютное, истинное математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно[72].

Базовое представление о непрерывности времени выражается в математических формулах, описывающих, к примеру, физические процессы. Это представление о непрерывности почти никогда не ставилось под сомнение. Оно в неявном виде поддерживается Иммануилом Кантом, говорящим о времени как об «априорной форме восприятия» в своей «Критике чистого разума»:

Время не есть эмпирическое понятие, выводимое из какого-нибудь опыта. В самом деле, одновременность или последовательность даже не воспринимались бы, если бы в основе не лежало априорное представление о времени… Время есть необходимое представление, лежащее в основе всех созерцаний[73].

Непрерывность времени прячется и в других знаменитых цитатах из мира психологии. Уильям Джеймс пишет в своей книге «Принципы психологии»:

Короче говоря, практически познанное нами настоящее представляет собой не острие ножа, а достаточно широкую седловину холма, на которой мы сидим верхом и с которой можем смотреть в два направления времени. Базовая единица нашего восприятия времени – это его продолжительность, c носом и кормой – направленная и вперед, и назад… Мы воспринимаем интервал времени как нечто единое целое, в котором соединяются два потока.

В данном случае нам противостоит идея блуждающего момента (traveling moment) – временно́го интервала конечной продолжительности, который постепенно движется сквозь физическое время (без скачков), что опять же предполагает непрерывность времени. Однако действительно ли это так, и можем ли мы использовать это знание для лучшего понимания нейронных и когнитивных процессов?

Эта теоретическая концепция непрерывности времени в биологических и психологических процессах – обычно возникающая в виде неявного допущения или «незаданного вопроса» – неверна. И для этого можно найти довольно простое объяснение, если взглянуть на то, как организмы обрабатывают информацию в попытках преодолеть всю сложность и временнýю неопределенность стимулов в физическом мире. Один источник сложности связан с трансдукцией (передачей) стимулов, которая принципиально отличается у таких сенсорных модальностей, как слух и зрение. В слуховой системе передача занимает менее 1 миллисекунды, а в системе зрения – более 20 миллисекунд. Таким образом, слуховые и зрительные сигналы поступают в центральные структуры мозга в разное время.

Ситуация усложняется тем фактом, что время трансдукции визуальной информации зависит от ее потока, поскольку меньший поток от излучающей поверхности к поверхности рецептора потребует большего времени трансдукции. Соответственно, для того чтобы увидеть объект, различные части которого освещены по-разному, или одновременно увидеть и услышать собеседника, нужно преодолеть проблему различия во временно́й доступности локальных действий в пределах визуальной модальности и – аналогично – доступности различных локальных действий в обеих модальностях, участвующих в обработке стимулов. Помимо этих биофизических проблем, для процесса интеграции между сенсорными системами важны и физические проблемы. К примеру, расстояние до объектов, которое нам предстоит воспринять, очевидно, никогда не предопределено. Следовательно, критически важным фактором в таких случаях становится скорость звука (а не света).

На расстоянии примерно 10–12 метров время трансдукции в сетчатке глаза, при оптимальных оптических условиях, соответствует времени, которое требуется звуку для того, чтобы достичь слушателя. До этого «горизонта синхронности» звуковая информация поступает раньше, чем визуальная; за его пределами визуальная информация оказывается в нашем мозге раньше. Опять же, тут должен быть какой-то механизм, который преодолевает временнýю неопределенность информации, представленной в двух сенсорных модальностях. Как можно решить эту проблему? Лучший способ состоит в том, что мозг выходит из режима постоянной обработки информации.

На самом деле в мозге уже сформировались вполне конкретные механизмы для снижения сложности и временно́й неопределенности. Они позволяют создать в системе состояния (возможно, с помощью нейронных колебаний), внутри которых «ньютоновского времени» просто не существует. Как показывает опыт, в таких состояниях возможна интеграция информации, распределенной во времени и пространстве. Эти состояния можно назвать «вневременными», поскольку связь стимулов, обработанных в них, не определяется и вообще неопределима в категориях «до и после». Этот биологический трюк предполагает, что время не течет последовательным образом, а перескакивает от одного вневременного состояния системы к следующему.

Модель восприятия и действия «вход – выход»

Энди Кларк

Философ, кафедра логики и метафизики, Университет Эдинбурга; автор книги Supersizing the Mind («Расширение разума»).

Пришло время отказаться от представления о мозге как лежебоке, пассивной машине, которая проводит свободное время в безделье, ожидая, когда входящий импульс как-то оживит ее день.

Согласно этой точке зрения, при поступлении входящей информации (input) система включается, быстро обрабатывает эту информацию и готовит тот или иной выход (output) – ответную реакцию, которая может представлять собой физическое действие или то или иное решение, категоризацию или суждение. Сформировав этот выход, лежебока в вашей голове снова откидывается на подушки и расслабляется в ожидании нового стимула.

На самом деле все выглядит с точностью до наоборот. Естественные системы сознания (интеллект человека и других животных) вовсе не находятся в режиме пассивного ожидания сенсорного стимула. Напротив, они постоянно активны и пытаются предсказать потоки этих стимулов еще до их появления. На момент возникновения «информации на входе» (input) – это понятие само по себе довольно сомнительно – наши проактивные когнитивные системы уже активно заняты прогнозированием ее формы и смысла. Системы такого рода более или менее всегда готовы к действию, и все, что им на самом деле нужно обработать, – это любые ощущаемые отклонения от предсказанного состояния.

Необходимо переосмыслить само понятие действия. Действие – это не отклик на входящий сигнал («ввод – вывод – стоп»), а достаточно четкий и эффективный способ выбора следующего входящего сигнала, позволяющий запускать всё новые и новые циклы.

Такие гиперактивные системы не только постоянно предсказывают свои собственные будущие состояния, но и стараются вызвать некоторые из этих состояний. Таким образом, мы производим постоянно эволюционирующие потоки сенсорной информации, которые помогают нам сохранять жизнеспособность (получать достаточно пищи, тепла и воды), а также обслуживают наши самые неясные цели и устремления.

Подобно постоянно активной машине предсказаний, подобные формы сознания не занимаются решением загадок, поступающих в виде входящих значений. Скорее, они позволяют нам находиться на шаг впереди в игре, держат нас наготове и активно сортируют сенсорные потоки, помогающие нам чувствовать себя жизнеспособными и удовлетворенными.

Таким образом, почти каждый аспект пассивной модели «вход– выход» является неверным. Мы – не когнитивные «лежебоки», а проактивные предсказатели, постоянно пытающиеся на шаг опережать входящие волны сенсорной стимуляции. Осознание этого поможет нам лучше планировать эксперименты, строить более сложных роботов и по-настоящему ценить целостность и непрерывность нашей жизни и нашего сознания.

Знание есть половина победы в битве

Лори Сантос И Тамар Гендлер

Лори Сантос – доцент психологии; директор Лаборатории сравнительного восприятия Йельского университета. Тамар Гендлер – профессор философии Школы имени Винсента Скалли; профессор кафедры психологии и когнитивных наук; заместитель проректора по гуманитарным вопросам и инициативам Йельского университета.

Дети 1980-х (то есть ровесники младшей из соавторов) наверняка помнят телевизионный мультсериал «Джо-солдат», каждая серия которого завершалась довольно дурацкой социальной рекламой, остающейся объектом множества пародий еще и 30 лет спустя. А в самом конце этого набора банальностей звучал знаменитый слоган: «Теперь вы всё знаете. А знание – это половина победы в битве».

И хотя, возможно, это и справедливо для каких-то областей нашей жизни, это вряд ли может считаться истиной для большинства из них. Недавние исследования в области когнитивных наук показывают, что знание представляет собой лишь крошечную часть борьбы в принятии большинства решений в реальном мире.

Вы наверняка понимаете, что $ 19,99 – это почти то же самое, что $ 20,00, однако на первый взгляд нам кажется, что первая цена намного ниже. Возможно, вы знаете, что вина осужденного преступника никак не связана с тем, насколько голоден или сыт судья, однако факты свидетельствуют, что заключенный имеет больше шансов на условно-досрочное освобождение в том случае, если судья немного перекусил перед заседанием. Вы можете знать, что чернокожий кандидат на работу может быть так же профессионален, как его белый конкурент, однако расовые предпочтения все равно могут повлиять на конечный выбор работодателя. Возможно, вы также знаете, что, если вам дадут свежайшую, душистую сливочную помадку, имеющую, однако, форму и цвет собачьей какашки, вы вряд ли захотите ее съесть.

Важный урок многих современных исследований на тему суждений и принятия решений состоит в том, что знание – как минимум в форме доступного нашему сознанию осмысления ситуации – редко оказывается основным фактором, влияющим на наше поведение. Реальная сила поведенческого контроля связана не со знанием, а с такими вещами, как оценка ситуации, формирование привычек и регулирование эмоций. К этому уроку серьезно отнеслись психотерапевты, однако «чистая наука» продолжает им пренебрегать.

Поэтому самой идее когнитивной науки следует отказаться от того, что мы называем «ошибкой Джо-солдата», – мысли о том, что знание представляет собой половину победы в битве. И отказаться от этого нам нужно не только из-за появления новых теорий о том, как работает наше мышление, но и из-за наших практических попыток настроить мозг на более эффективную работу.

Конечно, вы можете сказать, что в этом нет ничего нового. В конечном счете многие мыслители на протяжении последних 2500 лет говорили нам о том, что значительная часть человеческих действий определяется вовсе не рациональным контролем. Неужели мы и так не знаем, что «ошибка Джо-солдата» – это в самом деле ошибка?

Конечно, знаем, однако…

Ирония состоит в том, что даже осознание ошибочности этого утверждения не мешает нам вести себя так, как будто оно истинно, – точно так же, как мы склонны считать, будто $ 19,99 и в самом деле значительно меньше, чем $ 20,00. Даже если вы знаете о том, что перед вами всего лишь проявление так называемого якорного эффекта, первое число будет упрямо казаться вам меньше второго. Даже если вы – судья, знающий об «эффекте истощения эго» из-за усталости или голода, у заключенного, судьбу которого вы начнете решать после обеда, все равно будет больше шансов получить освобождение. Если даже вы знаете, что на оценку резюме соискателей работы могут повлиять ваши подсознательные предубеждения (пусть они даже никогда не проявляются осознанно), вы все равно будете считать чернокожего кандидата менее пригодным для работы, чем белого. И даже если вы знакомы с работами психолога Пола Розина, посвященными происхождению брезгливости, вы все равно откажетесь пить шампанское Dom Perignon из унитаза – пусть и заведомо стерильного.

Знание – это отнюдь не выигрыш половины битвы с точки зрения большинства когнитивных предубеждений, включая и «ошибку Джо-солдата». И даже если вы осознаете, что эта ошибка существует, этого совсем не достаточно для того, чтобы ее не совершить.

Итак, теперь вы всё знаете. Но вы все равно не выиграли половину битвы.

Информационная перегрузка

Джей Розин

Доцент журналистики, Нью-Йоркский университет.

Нам следует отказаться от идеи «информационной перегрузки». В ней больше нет никакой пользы. Исследователь интернета Клэй Ширки отлично описал проблему, которая на самом деле есть:

Такой вещи, как информационная перегрузка, просто не существует. Есть только проблема с фильтрацией[74].

Если ваши фильтры работают плохо, то вам приходится обращать внимание на слишком много вещей, и вам вечно не хватает времени. Это не тенденция нового мира, возникшего в ходе развития технологий, а обычные правила жизни.

Работа фильтров в цифровом мире устроена таким образом, что вы не отсеиваете ненужное вам: вы просто не выбираете ненужное. Не выбранный вами материал никуда не исчезает. Он продолжает существовать и вполне может проникнуть через фильтры других людей. Необходимые вам «умные» фильтры могут иметь три вида:

• Разумный человек, принимающий много информации, осваивающий ее и сообщающий вам то, что вам полезно и нужно знать. С давних пор эта работа описывается словом «редактура». Примерно по этому принципу до сих пор верстается первая полоса газеты The New York Times.

• Алгоритм, способный просеять варианты выбора, сделанного другими людьми, оценить их, а затем предоставить вам лучшие результаты. Примерно по такому принципу работает Google.

• Система машинного обучения, которая чем дальше, тем лучше узнает ваши интересы и приоритеты и начинает фильтровать для вас мир все более и более разумным образом. Примерно так строится работа Amazon.


Вот как выглядит лучшее из известных мне определений информации: «Информация – это мера снижения неопределенности». Эта дефиниция обманчиво проста. Для процесса создания информации вам необходимы две вещи – сама эта неопределенность (на завтра назначен пикник, не пойдет ли дождь?) и данные, позволяющие снизить ее уровень (прогноз погоды). Однако некоторые виды информации сами по себе создают неопределенность, которая требует снижения.

Предположим, мы узнали из выпуска новостей, что Агентству национальной безопасности удалось взломать алгоритмы шифрования в интернете. Это информация. Она снижает степень неопределенности в вопросе о том, как далеко готово зайти правительство США, пытаясь получить доступ к данным пользователей. Однако эта же информация повышает неопределенность в вопросе о том, сохранится ли в будущем единый интернет. И мы начинаем искать новую информацию, которая позволит нам снизить уровень этой новой неопределенности и увидеть картину в более широкой перспективе. Таким образом, информация может одновременно и снижать неопределенность, и порождать ее. Возможно, что-то подобное мы и имеем в виду, когда говорим, что некая информация «создает больше вопросов, чем ответов».

Проблема с фильтрами возникает не из-за того, что информации слишком много, а из-за того, что эта информация не снижает уровень неопределенности в важных вопросах. Возможное решение для этой проблемы может крыться в комбинации трех типов фильтрации: разумные люди, профессионально выполняющие фильтрацию для нас; разумное сообщество и его выбор; разумные системы, которые обучаются в процессе общения с каждым из нас.

Обычно, когда я говорю все это, кто-то обязательно спрашивает: «А как же интуиция?» Это довольно справедливый вопрос. Нам нужны фильтры, способные не только выполнять наши требования, но и пропускать к нам информацию, которую мы не затребовали – поскольку просто не знаем о ней. Ведь фильтры могут дать сбой не только когда знают нас слишком плохо, но и когда знают нас слишком хорошо.

Рациональная личность

Алекс (Сэнди) Пентленд

Профессор кафедры медиа, искусства и науки Массачусетского технологического института; директор программы динамики человеческих ресурсов и предпринимательства Медиалаборатории (MediaLab) МТИ; автор книги Social Physics: How Good Ideas Spread («Социальная физика: как распространяются хорошие идеи»).

Исследователи много спорят о том, в какой степени человек является рациональным, однако истинная проблема концепции рациональной личности состоит в том, что наши желания, предпочтения и решения не являются, в основной своей массе, результатом индивидуального мышления. Поскольку в экономике и когнитивной науке единицей анализа выступает независимый индивид, этим наукам довольно сложно исследовать такие социальные явления, как финансовые «пузыри», политические движения, массовая паника, технологические тенденции или даже сам ход научного прогресса.

Ближе к концу XVIII века философы начали декларировать, что человек представляет собой рационального индивидуума. Людям было приятно и то, что их признали личностями, и то, что их назвали рациональными, и поэтому данная идея довольно быстро закрепилась в системе убеждений практически каждого представителя высшего класса европейского общества. Несмотря на сопротивление со стороны Церкви и государства, идея рациональной личности вытеснила предположение о том, что истина исходит лишь от Бога или короля. Со временем идеи рациональности и индивидуализма изменили всю систему верований западного интеллектуального общества, и сегодня эти идеи проделывают ту же самую работу с системами верований в других культурах.

Однако данные последних исследований, проведенных в моей лаборатории и в других научных институциях, поставили под вопрос эту картину, и мы постепенно начинаем понимать, что человеческое поведение определяется социальным контекстом ничуть не в меньшей степени, чем рациональным мышлением или личными желаниями. Рациональность в том смысле, в каком это понятие используют экономисты, означает, что индивид знает, чего хочет, и предпринимает рациональные действия для удовлетворения этого желания. Но эти новые исследования показывают, что влияние социальной ткани часто, а возможно, и системно доминирует и над желаниями, и над решениями отдельного человека.

Не так давно экономисты пришли к идее «ограниченной рациональности», согласно которой у нас имеются различные предубеждения и когнитивные ограничения, мешающие нам быть полностью рациональными. Однако наша зависимость от социальных взаимодействий – это не просто предубеждение или когнитивное ограничение. Социальное обучение – это важный метод усовершенствования процесса принятия индивидуальных решений.

Аналогичным образом социальное влияние крайне важно для создания социальных норм, делающих возможным кооперативное поведение. Наша способность выживать и процветать зависит от социального обучения и социального влияния в той же, если не в большей степени, что и от нашей индивидуальной рациональности.

Новые данные говорят нам, что все, чего мы хотим и что мы ценим, а также то, какой образ действий выбираем, чтобы достичь желаемого, – все это постоянно развивающийся результат нашего взаимодействия с другими людьми. Наши желания и предпочтения по большей части базируются на ценностях социальной группы, которую мы считаем «своей», а вовсе не являются неким рациональным отражением наших индивидуальных биологических побуждений или врожденной морали.

К примеру, после Великой рецессии 2008 года, когда рыночная стоимость многих домов внезапно оказалась ниже, чем размер ипотеки, которую заемщикам еще предстояло за них выплатить, исследователи обнаружили, что стоило нескольким жильцам бросить свои дома (и отказаться платить ипотеку), как их примеру последовали многие соседи. Поведение, которое еще совсем недавно считалось почти преступным или аморальным – сознательный отказ от выплаты ипотеки, – внезапно стало общепринятым. Говоря языком экономистов, мы в большинстве случаев коллективно рациональны, а наша индивидуальная рациональность проявляется лишь в отдельных областях.

С помощью математического моделирования процессов социального обучения и социального давления в человеческом обществе мы с коллегами смогли построить довольно точные модели и научились предсказывать случаи массового поведения – такие, например, как каскадные отказы от выплаты ипотеки. Важно, что мы обнаружили при этом и кое-что еще: влиять на поведение толпы в реальном мире, определенным образом настраивать его можно с помощью стимулов в социальных сетях, видоизменяющих связи между людьми. Эти социальные стимулы оказались намного более эффективными, чем стандартные индивидуальные экономические стимулы. В одном особенно поразительном примере мы смогли использовать стимулы социальных сетей для создания пузыря «группового мышления» у группы валютных трейдеров, в результате чего отдача на инвестиции у некоторых из них выросла в 2 раза.

Итак, вместо индивидуальной рациональности у нас имеется здравый смысл. Коллективный разум сообщества возникает из потока идей и примеров, в который мы все погружены; мы учимся у окружающих, а они учатся у нас. Со временем сообщество, члены которого активно взаимодействуют друг с другом, превращается в группу с общими и взаимно интегрированными привычками и убеждениями. Когда поток идей включает в себя и идеи извне, участники сообщества принимают более качественные решения.

Идея коллективного разума, развивающегося внутри сообщества, – это довольно старая идея; более того, она укоренена в английском языке. Достаточно посмотреть на слово kith, знакомое тем, кто говорит на современном английском языке, по выражению kith and kin («родня», «свои», «родные и близкие»). Этим словом, восходящим к древненемецким и древнеанглийским корням, связанным с понятием «знание», в наши дни обозначается более или менее сплоченная группа с общими убеждениями и привычками. От тех же корней произошли и слово couth («воспитанный», «культурный»), и его более употребительный антоним uncouth («неотесанный»). Таким образом, наш kith – это круг людей, которых мы считаем ровней себе (и это не только наши друзья) и от которых получаем знание, как «правильно» вести себя.

Наши предки понимали, что культура и обычаи нашего общества суть результаты общественных договоренностей, которые зависят прежде всего от социального обучения. Соответственно, мы научаемся значительной части наших социальных убеждений и привычек, наблюдая подходы, действия и другие внешние проявления людей, которых считаем равными себе, а вовсе не за счет логики или рациональных аргументов. Изучение и укрепление таких социальных контрактов позволяет группе людей эффективно координировать свои действия. Пришло время отказаться от представления об отдельных личностях как единицах рациональности и признать, что мы вплетены в окружающую нас социальную ткань.


Homo economicus

Маргарет Леви

Директор Центра прикладных исследований поведенческих наук и профессор кафедры политических наук Стэнфордского университета; соавтор (с Джоном Алквистом) книги In the Interest of Others («В интересах других»).

Homo economicus – это устаревшая и неправильная идея, вполне заслуживающая похорон (пусть и пышных).

Да, человек может быть эгоистичным индивидуалистом. В некоторых обстоятельствах он сосредоточен исключительно на собственном экономическом благосостоянии. Однако даже те мыслители, которые в первую очередь ассоциируются с этой концепцией, никогда не верили в нее в полной мере. Гоббс утверждал, что люди предпочитают действовать в соответствии с «золотым правилом», однако обстоятельства часто могут этому воспрепятствовать. Если отсутствует верховенство закона и в мире царят воровство и хищничество, человек начинает действовать, исходя из соображений защитного эгоизма. Адам Смит, чья концепция «невидимой руки» предполагала, что каждый индивид преследует свои собственные узкие интересы, признавал, что у этих индивидов есть эмоции, чувства и моральные принципы, влияющие на их рациональное мышление. Даже Милтон Фридман не был уверен в том, что узкий эгоистичный индивидуализм – уместное описание человеческого поведения; при этом его не беспокоило, верно это предположение или нет, а лишь полезно ли оно. Так вот теперь оно точно перестало быть полезным.

Теории и модели, основанные на постулате о Homo economicus, в целом зависят еще и от второго, столь же спорного постулата – о нашей полной рациональности. Связанные между собой, но все же различные наборы научных данных дают основания подозревать оба этих постулата в том, что в них наша узкая, эгоистичная мотивация смешивается с рациональным действием. Философы (такие как Ницше) и теоретики психоанализа (в частности Зигмунд Фрейд) полагали, что огромное разнообразие проявлений человеческого поведения в принципе можно объяснить, но это поведение ближе к животным инстинктам, чем к просчитанной инструментальности. Герберт Саймон и, конечно же, Даниэль Канеман и Амос Тверски смогли довольно четко определить, в какой мере когнитивные ограничения мешают нашим рациональным расчетам.

Даже если лучшее, что может сделать отдельный индивидуум, это «принести жертву» (этот чудесный термин предложил Саймон), он все равно может поступить так, исходя из собственных, довольно узких интересов, причем его действия (вследствие когнитивных ограничений) все равно не будут эффективными с точки зрения достижения цели. Но эту точку зрения, вокруг которой и строится концепция Homo econo-micus, также пора отправить на покой. Дарвин и те, на кого он повлиял, давно уже признали, что наш биологический вид, как и другие, альтруистичен – как минимум в перспективе узкой группы – и действует во имя сохранения своего генофонда, когда, например, защищает детенышей. Но люди способны не только на это. Все больше результатов экспериментальных исследований противоречат нашему предположению о том, что, если есть возможность, люди склонны цинично использовать плоды чужого труда или усилий. На самом деле большинство людей действуют согласно нормам справедливости и взаимности. Многие готовы принести небольшую жертву и отказаться от получения взамен каких-то благ в будущем, а некоторые даже готовы принять участие в затратной (до определенной степени) деятельности, цель которой – «сделать правильную вещь». Антропологи и биологи представили свидетельства поведения человека как общественного животного. Понимание того, что социальная ткань и человеческие сообщества состоят из отдельных личностей, помогает нам создавать более сложные модели взаимности и этических обязательств. Это дает специалистам в области общественных наук возможность изучать прежде недоступные анализу совокупные проявления – массовую явку добровольцев на призывные пункты во время войны, протестное поведение и различные примеры вклада в общественное благосостояние.

Призыв к отказу от концепции Homo economicus не означает, что вдруг исчезли условия, при которых в нашей жизни доминируют узкие эгоистичные интересы. Эксперименты дают право предположить, что различные виды социализации могут формировать весьма разные мотивировки – так, студенты-экономисты гораздо более склонны пользоваться плодами чужого труда, чем студенты других специальностей.

По меньшей мере два обстоятельства способны инициировать индивидуалистический эгоизм и значительно сузить для индивида круг людей «общей судьбы» – то есть тех, с кем он взаимосвязан и кому он, по его убеждению, обязан помогать. Первый фактор – это крайняя нищета, а второй – крайне высокая конкуренция. Люди, страдающие от голода и лишенные самого необходимого, склонны концентрироваться на удовлетворении прежде всего своих личных потребностей. Как рассказывают нам романы-антиутопии, дело может дойти до воровства и убийства ради пищи, укрытия и безопасности. К тем же выводам пришли авторы ряда классических экспериментов с крысами.

Экстремальная конкуренция как минимум фокусирует наше внимание на самых близких целях. Однако в некоторых своих формах желание стать «царем горы» (а иногда и настоящим королем) приводит к возникновению чего-то, напоминающего мир Гоббса. Шекспир со свойственной ему прозорливостью угадал мощь сочетания обстоятельств и личных амбиций; цикл его трагедий, связанных с Войной Алой и Белой розы, отлично иллюстрирует, как индивидуалистические, эгоистичные мотивации облекаются в риторику служения отечеству.

Тот факт, что мотивация людей часто – возможно, гораздо чаще, чем наоборот, – лежит за пределами узко понятых эгоистических интересов, совершенно не противоречит важности материальных стимулов в этой мотивации. Мы все любим получать вознаграждения, и мы все боимся наказания. При прочих равных мы предпочитаем первое и стремимся избежать второго. Однако на наши решения могут влиять этика, мораль и взаимные обязательства – даже в тех случаях, когда на кону стоят значительные деньги или имеется серьезная угроза нашему благосостоянию. Мало кто готов пожертвовать всем ради конкретного дела или принципа, однако большинство из нас вполне способно пожертвовать хотя бы чем-то.

За последние два столетия в рамках концепции Homo economicus как основы человеческой мотивации было проведено множество исследований и разработано много теорий. В качестве изначального постулата эта концепция дала жизнь некоторым из лучших работ в области экономики. Она помогла сделать ряд открытий в области когнитивных ограничений, роли социальных взаимодействий и этической мотивации. Когда-то влияние концепции Homo economicus было огромным, однако сегодня оно уже испарилось. На смену ей пришли новые и более точные парадигмы и подходы, основанные на более реалистичном и научном понимании источников человеческого поведения.

Не стоит отбрасывать неверные теории, достаточно просто не считать их истинными

Ричард Талер

Заслуженный профессор поведенческой науки и экономики, Школа бизнеса Бута Университета Чикаго; автор книги Misbehaving: The Making of Behavioral Economics[75].

В этом году у меня возникла определенная проблема с ответом на вопрос, заданный мне в рамках опроса Edge.org. Я полагаю, что цель этого вопроса состоит в том, чтобы выявить те или иные идеи, которые либо неверны, либо не полезны для нас и поэтому должны быть выброшены из нашего научного лексикона. В экономике существует множество теорий, гипотез и моделей, более или менее неправильно описывающих поведение экономических агентов, поэтому вы, возможно, думаете, что среди таких теорий есть множество кандидатов на вылет. Однако я так не думаю. Большинство этих теорий, пусть они и недостаточно верно описывают реальность, в высшей степени полезны в качестве теоретических точек отсчета. И в этой перспективе было бы явной ошибкой заявить, что им пора умереть.

Перед тем как предложить вам пару конкретных примеров, хочу напомнить, что в мире экономики теории обычно преследует либо одну, либо другую цель. Первая цель – «нормативная»: теория определяет, что должен делать рациональный агент. Вторая цель – «описательная»; теория призвана как можно более точно описать, каким образом на самом деле ведут себя экономические агенты (например компании). Но экономисты часто используют одну и ту же теорию и для того, и для другого, и это ведет к проблемам.

Возьмем гипотезу эффективного рынка (efficient-market hypothesis, EMH), которую предложил мой коллега из Чикаго Юджин Фама, в 2013 году получивший Нобелевскую премию по экономике. Эта теория имеет два аспекта. Первый состоит в том, что цены непредсказуемы, и вы никогда не сможете переиграть рынок. Я называю эту часть гипотезы «Бесплатных обедов не бывает». Второй компонент гипотезы состоит в том, что цены активов равны их фундаментальной ценности. Девиз этого компонента – «Цена всегда справедлива». С тех самых времен, когда EMH была впервые сформулирована (середина 1960-х годов), она используется как отправная точка во многих исследованиях финансовой экономики. В мире, состоящем из одних лишь рациональных инвесторов, оба компонента будут довольно точно описывать ситуацию, однако понятно, что мы не живем в таком мире. Как же может выжить в нем эта теория?

Если бы я занялся фактической проверкой части гипотезы, которая утверждает, что «бесплатных обедов не бывает», то сказал бы, что она в основном верна. Переиграть рынок крайне сложно, и большинство людей, в том числе профессиональные управляющие паевыми инвестиционными фондами, потерпят поражение, пытаясь сделать это. Однако эта часть теории все же верна лишь в основном, поскольку иногда вы все же можете переиграть рынок – к примеру, покупая недооцененные акции, стоимость которых представляется заниженной относительно величины дохода на акцию или стоимости соответствующих активов. Тем не менее стратегия покупки паев дешевых индексных фондов, отслеживающих состояние рынка, вполне разумна с точки зрения инвестора, и поэтому вера в эту часть теории не причиняет особого вреда.

Второй аспект теории – «цена всегда справедлива» – представляется мне одновременно и более важным, и более проблематичным. Два сравнительно недавних примера – «пузырь доткомов» на рынке технологий в конце 1990-х и пузырь на рынке недвижимости в начале 2000-х – показывают, что цены могут значительно отклоняться от своего «естественного» значения. Покойный финансовый экономист Фишер Блэк, один из авторов знаменитой модели ценообразования опционов Блэка– Шоулза, как-то заметил, что цены активов могут отклоняться от своей истинной ценности почти в 2 раза.

Фишер, скончавшийся в 1995 году, мог бы вполне пересмотреть свои оценки, если бы дожил до тех дней, когда значение индекса NASDAQ в ходе краха на технологическом рынке упало с 5000 до 1400. Лишь через 10 лет после этих событий NASDAQ смог вновь достичь отметки 4000, и это без поправки на инфляцию.

Итак, стоит ли нам отказываться от теории EMH, даже если один из ее компонентов можно оценить как «частично неверный», а второй – как «полностью неверный»? Вряд ли. Никакие исследования в области поведенческой экономики – в том числе те, которые проводил мой коллега Роберт Шиллер, разделивший Нобелевскую премию 2013 года с Юджином Фамой и Ларсом Хансеном, – не были бы возможны без EMH в качестве отправной точки. Более ранние исследования Шиллера показали, что цены были слишком изменчивыми по сравнению с тем, чего можно было бы ожидать от полностью рациональной модели.

Но если мы не хотим запрещать EMH, то что мы должны изменить? Я бы предложил для начала отказаться от изначального допущения, что эта теория верна. Часть аргументов Алана Гринспена – высказанных в ответ на упреки Шиллера в том, что ФРС не предпринимает никаких действий на опасно перегретом рынке (1996), – заключалась в том, что на эффективном рынке возникновение пузырей невозможно. Даже Верховный суд США в деле «Basic, Inc. против Левинсона» (1988) постановил, что истцы могут апеллировать к гипотезе эффективного рынка при выдвижении обвинений в ненадлежащем поведении компаний.

В данном случае проблема состоит в том, что пользователи EMH забывают о первом слове в словосочетании «гипотеза эффективного рынка»: да, это всего лишь гипотеза. Та же самая ошибка делается и при использовании еще одной «нобелевской» теории – я имею в виду гипотезу жизненного цикла, выдвинутую Франко Модильяни. Суть этой гипотезы состоит в том, что люди рассчитывают сумму своего заработка за всю жизнь, сколько они заработают на своих инвестициях, сколько они проживут, а затем рассчитывают оптимальную сумму ежегодных инвестиций за период активного накопления денег – и, соответственно, скорость, с которой будет уменьшаться величина их активов после выхода на пенсию. Еще раз стоит отметить, что это довольно полезная отправная точка для того, чтобы давать людям советы по поводу оптимальной суммы накоплений к моменту выхода на пенсию.

Было бы ошибкой полностью отказываться от этой теории, однако еще бо́льшая ошибка – считать ее абсолютно верной. Гипотеза, вопреки очевидному, исходит из того, что все люди способны решать очень сложные математические задачи и реализовывать соответствующие планы, невзирая на постоянный соблазн потратить деньги. Предположение о полной истинности этой теории привело многих экономистов к убедительному (на первый взгляд), но совершенно ошибочному суждению о том, что работникам, пользующимся сберегательным пенсионным планом 401(k) или подобными, можно вообще не откладывать деньги – это не окажет никакого влияния на величину сбережений, накопленных к моменту выхода на пенсию. По мнению этих экономистов, люди понимали, что и так уже экономят нужную сумму и поэтому просто переведут свои накопления в другую форму с более удобным налогообложением. В результате правительство тратило бы больше денег, но размер пенсионных накоплений никак бы не увеличивался.

Давайте сохраним жизнь этой и многим другим неверным теориям и гипотезам, однако будем помнить, что это всего лишь гипотезы, а не факты.

Рациональный выбор как следствие компетенции

Сьюзен Фиск

Профессор психологии и публичной политики, Принстонский университет.

Как показали социальная психология и поведенческая экономика, идея о том, что люди действуют, исходя из узко понятых эгоистичных интересов, уже практически мертва. Мы знаем, что люди – это далеко не всегда рациональные агенты. Напротив, они часто действуют автоматически, основываясь на предвзятостях или догадках. Тем не менее это вовсе не значит, что мы роботы или обладаем какими-то встроенными дефектами. Следует отправить на покой идею рационального выбора как следствия компетентности, то есть мысль о том, что все, что нам требуется для правильного выбора, – как можно бо́льшая компетентность. Даже обычные люди, не относящиеся к экономистам классической школы, порой чувствуют, что по горло сыты компетентностью – на рабочих местах, на рынке, в школе и даже дома.

Разумеется, талант и способность к решению задач по-прежнему критически важны. Но этим дело не ограничивается. Мы – социальные существа, живущие в окружении других людей, и эта человеческая среда для нас значит гораздо больше, чем природное или технологическое окружение. Если в нашей личной экологической нише присутствуют другие люди, то нам необходимо понять, как жить среди них. Для этого нам нужно ответить на два вопроса: «Насколько успешно им удастся добраться туда, куда они направляются?» и «Куда именно они пытаются попасть?».

Человек совсем не случайно «настроен» на восприятие намерений других людей. Нам, как и нашим предкам, необходимо знать, достаточно ли дружелюбны или враждебны по отношению к нам окружающие. В моем мире мы называем это человеческой теплотой, а кто-то другой может назвать это надежностью, нравственностью, общительностью или достойными намерениями.

Люди оказываются наиболее эффективными в социальной жизни, если они одновременно и по-человечески теплы, и компетентны (и способны продемонстрировать это окружающим). Это не значит, что при этом все и всегда будет нам удаваться, однако соответствующие намерения и усилия необходимы. Мы не хотим сказать и того, что нам достаточно одной лишь любви, поскольку нам еще нужно доказать, что мы способны к практическим действиям, основанным на наших достойных намерениях. Комбинация тепла и компетентности лежит в основе и краткосрочного сотрудничества, и долговременной лояльности. Пришло время признать, что люди выживают и процветают благодаря не только разуму, но и сердцу.

Мальтузианство

Мэтт Ридли

Основатель и председатель правления International Centre for Life («Международного центра в защиту жизни»), писатель, автор книги The Rational Optimist: How Prosperity Evolves[76] и других.

Tомас Роберт Мальтус (обычно он использовал свое второе имя) считал, что рост населения планеты может быстро обогнать рост продовольственных ресурсов, если только это население не будет уменьшаться вследствие голода, болезней и войн. Поэтому Мальтус предупреждал человечество, что если люди не начнут вступать в браки позже, то придется «приветствовать возвращение чумы» и поощрять «основание поселений в болотистых и нездоровых местах»[77].

К сожалению, многие с готовностью взяли на вооружение эту противную идею – идею о том, что вам следует быть жестоким, чтобы на благо всем противодействовать слишком быстрому росту населения, за которым не поспевает рост продовольственных запасов. Мальтузианские идеи прямо повлияли на жестокости, творившиеся в колониальной Ирландии, в Британской Индии, в колониях Германской империи, в Калифорнии в эпоху расцвета евгеники, в Европе под властью нацистов, опять же в Индии в ходе кампании «короткой привязки»[78] и в Китае времен Дэна Сяопина. Созданный в рамках Римского клуба мальтузианский доклад под названием «Пределы роста» стал одним из теоретических обоснований демографической политики «одна семья – один ребенок», введенной Дэном. Мальтузианский мизантропический зуд все еще широко распространен и более чем обычен в мире науки.

Тем не менее последователи Мальтуса были неправы – глубоко, коренным образом неправы, – и не только потому, что им не повезло и мир оказался лучше, чем они думали. И не только потому, что снижение младенческой смертности оказалось лучшим способом сокращения рождаемости, чем аборты. И не только потому, что нам на помощь пришли технологии, – но потому, что мальтузианцы постоянно допускали одну и ту же ошибку, считая ресурсы чем-то статичным и конечным, тем, что может «иссякнуть». Они думали, что экономический рост означает скорое исчерпание конечных запасов земли, металлов, воды, азота, фосфата, нефти и так далее.

Они полагали, что рождение теленка – это благо, поскольку таким образом увеличиваются ресурсы всего мира, а рождение ребенка – это зло, поскольку оно увеличивает лишь количество голодных ртов. Они совершенно не понимали природы ресурсов, которые и становятся-то ресурсами лишь благодаря человеческой изобретательности. Оксид урана не был ресурсом, пока не была освоена ядерная энергия. Сланцевая нефть не считалась ресурсом до появления технологии гидравлического разрыва пласта. Стальной лом было крайне сложно переработать, пока не появилась электрическая дуговая печь. Азот, содержащийся в воздухе, не считался ресурсом до изобретения процесса Габера (технологии синтеза аммиака). Плодородность сельскохозяйственных земель удалось повысить благодаря удобрениям, поэтому в глобальном масштабе мы сегодня для получения такого же урожая, как полвека назад, используем на 65 % меньше земли. И любой ребенок точно так же может считаться ресурсом, поскольку у него имеется не только рот, но и мозг.

Немногие экономисты (в их числе Джулиан Саймон и Бьорн Ломборг), пытавшиеся указать на все это ученым-мальтузианцам и напоминавшие, что экономический рост предполагает не рост потребления ресурсов, а рост производительности – то есть способности производить больше за счет меньшего, – были названы чуть ли не идиотами и в разной степени подверглись обструкции. Однако их правота подтверждалась снова и снова по мере того, как и население, и его благосостояние параллельно вырастали до уровней, которые мальтузианцы считали невозможными. Однако последние не сдавались: «Было бы нереалистичным предполагать, что рост сельскохозяйственного производства будет адекватен ожидаемому росту спроса на продовольствие», – говорилось в книге «План выживания» (A Blueprint for Survival), написанной несколькими знаменитыми британскими учеными и вышедшей в 1972 году. «Фермеры не могут больше справляться с растущим спросом, и в результате нас ждут хронический дефицит, рост цен и неминуемый голод», – вторил им в 1974 году знаменитый эколог Лестер Браун.

С тех пор объемы производства продовольствия в мире удвоились, а массовый голод по большей части стал достоянием истории, за исключением регионов, в которых он создается искусственно усилиями диктаторов.

Рост населения мира почти гарантированно прекратится еще до конца текущего столетия. Мы уже почти достигли – если еще не преодолели его – пика расширения сельскохозяйственных площадей: иными словами, мы сейчас используем меньше земли для выращивания все бо́льших объемов продуктов питания. И впредь нам будет требоваться все меньше земли, а не все больше. Электромобили, питание для которых поступает от атомных электростанций, уже сейчас представляют собой со многих точек зрения неисчерпаемый ресурс. Мир динамичен и готов к отклику; самое главное в нем – это постоянное изменение. Пришло время отправить в отставку застылые, близорукие и мизантропические теории последователей Пророка Мальтуса.


Экономический рост

Сесар Идальго

Профессор Медиалаборатории (MediaLab) МТИ; преподаватель Центра международного развития (Center for International Development) Гарвардского университета.

Экономический рост – одна из концепций, с которыми никто не хочет спорить. Даже недоброжелатели не в силах отказаться от ее использования. Они говорят о «зеленом росте», «устойчивом росте» и, в наиболее экстремальных случаях, о так называемом «отрицательном росте».

Тем не менее экономический рост как концепция и реальность возник довольно недавно.

Современные показатели экономического роста появились менее столетия назад. Все началось с того, что Саймон Кузнец предложил в 1930-е годы понятие ВВП. Экономисты в основном соглашаются с тем, что экономика до XIX века практически не росла, соответственно, сам экономический рост также представляет собой довольно новое явление.

Как и многие другие, я убежден, что идею экономического роста пора отправить на покой. Но возникает важный вопрос, что сможет его заменить, поскольку понятие экономического роста занимает важное место в общественных дискуссиях, политических кампаниях и материалах новостных СМИ. Однако экономический рост не может продолжаться вечно. Если ВВП на душу населения в США рос бы в течение следующего тысячелетия в реальном выражении на скромный 1 %, то в 3014 году средний американец зарабатывал бы потрясающую сумму – 1,1 млрд долларов в год. Более правильным было бы представлять рост в течение последнего века как часть S-образной кривой, своего рода переходную фазу. Это предполагает, что либо в течение начавшегося тысячелетия рост будет постепенно замедляться, либо мы измеряем что-то не то. В любом случае мы можем смело заключить, что идея экономического роста уже себя исчерпала.

Неограниченный и вечный рост

Ханс Ульрих Обрист

Куратор, Галерея «Серпентайн», Лондон. Автор книг A Brief History of New Music[79], Ways of Curating[80] и других.

В процессе изучения политической экономии в конце 1980-х годов я был глубоко вдохновлен деятельностью первопроходца в области экологической экономики, швейцарского ученого Ханса Кристофа Бинсвангера. Сейчас ему далеко за 80, однако его идеи не те